بخش پزشکی هسته ای مرکز آموزشی، تحقیقاتی و درمانی قلب و عروق شهید رجایی، در مساحتی حدود 1000 متر مربع واقع در طبقه زیرزمین این بیمارستان واقع شده و از سال 1356 مشغول به خدمت رسانی به هموطنان عزیز می باشد. این واحد یکی از قدیمی ترین مراکز پزشکی هسته ای در ایران بشمار می رود .
در حال حاضر این بخش با در اختیار داشتن نیروی انسانی مجرب و پزشکان متخصص و نیز دستگاه های پیشرفته و به روز ، آمادگی انجام تمام اسکن های پزشکی هسته ای و سنجش تراکم استخوان با تعرفه دولتی و با پذیرش بیماران بیمه های مختلف اصلی و تکمیلی را دارا می باشد .
دستگاه های موجود در این بخش در حال حاضر عبارتند از :