โรคมะเร็งเป็นปัญหาสาธารณสุขของประเทศ ผู้เสียชีวิต ในแต่ละปีพบว่า สาเหตุการตายเนื่องมาจากโรคมะเร็ง สูงเป็นอันดับสองรองมา จากโรคหัวใจและหลอดเลือด ซึ่งมีความรุนแรงทั้งทางด้านความเจ็บป่วย และอัตราการตายสูง ดังนั้นคณะรัฐมนตรีได้ลงมติเห็นชอบ และอนุมัติให้กระทรวงสาธารณสุข ดำเนินการจัดตั้งโครงการศูนย์มะเร็ง ส่วนภูมิภาคและโครงการจัดตั้งศูนย์พัฒนาการควบคุมโรค ไม่ติดต่อภาคขึ้น เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม พ.ศ. 2532 เพื่อดำเนินการควบคุม ป้องกันโรคเพื่อตอบสนองความต้องการ พื้นฐานของประชาชน ลดความเหลื่อมล้ำด้านบริการ และยกระดับสวัสดิภาพทางสังคมให้ครอบคลุมทุกพื้นที่ โดยจัดตั้งศูนย์มะเร็งขึ้นให้ครบทุกภาค และภาคเหนือได้จัดตั้งขึ้นที่จังหวัดลำปาง
เมื่อคณะรัฐมนตรีได้ลงมติเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ทางกรมการแพทย์ จึงได้ดำเนินการสำรวจหาสถานที่ สร้างศูนย์ฯ โดยเลือกที่ดินราชพัสดุแปลงเลขที่ ลป 1078 ตั้งอยู่ที่ ตำบลพิชัย อำเภอเมือง จังหวัดลำปาง ที่ดินผืนนี้ เดิมเป็นที่ดินของท่านจอมพลประภาส จารุเสถียร มีชื่อว่า "สวนบัวคำ" หรือเป็นที่รู้จักในนาม "บ้านสามฤดู" แต่มีเหตุผันผวนทางการเมือง เป็นเหตุให้ที่ดินผืนนี้ตกไปอยู่ในความดูแลของ กรมธนารักษ์ กระทรวงการคลัง ต่อมา ทางสถาบันมะเร็งแห่งชาติ ได้ติดต่อขอความเห็นชอบจากท่านจอมพลประภาส จารุเสถียร เพื่อขอให้ สวนบัวคำเป็นสถานที่ก่อสร้างโครงการศูนย์มะเร็งส่วนภูมิภาค และท่านก็มีความยินดี สนับสนุนในโครงการดังกล่าวเป็นอย่างดี และกรมธนารักษ์กระทรวงการคลัง จึงอนุญาตให้กรมการแพทย์ ใช้ที่ดินราชพัสดุแปลงดังกล่าว เพื่อก่อสร้างศูนย์ฯในเนื้อที่จำนวน 41-3-12 ไร่ เมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2534 การดำเนินการก่อสร้างเริ่มตั้งแต่ปลายปีงบประมาณ 2535 เป็นต้นมา
ได้มีพิธีวางศิลาฤกษ์ในวันที่ 7 มกราคม พ.ศ.2536 โดย ศจ.นพ.รท. วิทุร แสงสิงแก้ว รน. อธิบดีกรมการแพทย์เป็นประธานในพิธี เนื่องจากมีอาคารเก่าที่ยังสามารถใช้การได้อยู่จำนวนหนึ่ง กรมการแพทย์เห็นชอบให้ทำการปรับปรุงซ่อมแซม ใช้เป็นสถานที่ทำงาน และเปิดดำเนินการในวันที่ 7 มีนาคม พ.ศ.2537 โดย ศจ.นพ.รท. วิทุร แสงสิงแก้ว รน. อธิบดีกรมการแพทย์เป็นประธานในพิธี เมื่ออาคารอำนวยการได้ ก่อสร้างเสร็จเรียบร้อยแล้ว จึงได้ย้ายที่ทำการมายังอาคารอำนวยการใหม่ เมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2537 จึงถึงปัจจุบัน