Thoraxchirurgische Eingriffe wurden am Allgemeinen Krankenhaus Wien erstmals in den 1950er Jahren an der damaligen 2. chirurgischen Universitätsklinik durchgeführt.
1994 kam es zur Gründung der Abteilung für Herz/Thorax-Chirurgie (Vorstand Univ.-Prof. Dr. Wolner) und damit zu einer Aufwertung der Thoraxchirurgie, welche vor allem durch die Oberärzte Walter Klepetko, Michael Müller und Franz Eckersberger vorangetrieben wurde.
2010 wurde die Thoraxchirurgie zu einer eigenständigen klinischen Abteilung unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Walter Klepetko. In weiterer Folge kam es zu einer kontinuierlichen Weiterentwicklung der Abteilung zu einem internationalen Referenzzentrum für komplexe thoraxchirurgische Eingriffe, erweiterte onkologische Operationen sowie der Etablierung eines weltweit führenden Lungentransplantationszentrums.
Mit 01.01.2021 wurde die Klinische Abteilung für Thoraxchirurgie zu einer eigenständigen Universitätsklinik. Nach interimistischer Leitung durch Univ.-Prof. Dr. Konrad Hötzenecker übernahm am 01.07.2023 Univ.-Prof. Dr. Clemens Aigner die Leitung der Universitätsklinik für Thoraxchirurgie.