本院整形外科於1967年正式成立，在章國崧主任指導下於1980年成立燒傷中心。1981年萬漢雷醫師擔任燒傷中心主任，發展燒傷醫療，利用羊膜來治療燒傷病人。
王先震醫師於1985年11月至1991年6月接任整形外科主任，並於1985年成立國內首創之皮庫，以新鮮冷凍豬皮治療燒傷病人，並應用於一般潰瘍傷口之治療，領導整形外科擴充燒傷病房，嘉惠燒傷病患。並於1994年9月升任外科部主任，領導外科部更新設備並培養軍陣醫學人才。除了逐漸培養整形外科醫師之顱顏外科、手外科、燒傷外科、顯微外科及頭頸腫瘤外科之整形外科次專科外，並進行廣泛之燒傷及整形外科基礎研究。另於1999年草創中華民國燒傷學會(現為臺灣燒傷暨傷口照護學會-Taiwan Society for Burn Injuries and Wound Healing (TSBIWH))。
陳天牧醫師於1997年接任整形外科及燒傷中心主任，努力於醫德、醫術以及服務品質的提昇。舉辦顯微手術訓練班，培養國軍優秀顯微手術人才，嘉惠病患。於2002年9月至2004年8月擔任中華民國燒傷學會理事長及美容外科醫學會秘書長、國際外科醫學中華民國總會秘書長。
陳錫根醫師於2008年3月開始擔任手術室主任，並於2008年11月擔任整形外科主任至2015年。陳天牧主任於2010年1月回兼外科部主任，同年11月當選台灣整形外科醫學會第十五屆理事長，陳錫根主任並同時當選秘書長，共同領導本科及台灣整形外科醫學會。
戴念梓醫師為英國艾士頓大學健康與生命科學院藥學博士，亦為燒傷暨傷口照護理事長，於2015年榮陞整形外科主任，共同領導本科及燒傷暨傷口照護學會。
2015年6月27日，新北市八里八仙樂園發生大量燒傷病患，三軍總醫院接受國家指派任務，秉持「收治病患無底線」原則全力投入於搶救病患，達到單一醫學中心收療病人最多且零死亡率之佳績，充分表現出軍愛民、民敬軍、軍民一條心的情袍，榮獲衛福部及台北市醫師公會頒發「八仙塵爆貢獻獎」公開表揚。
於2018年7月12日成立燒燙傷暨慢性傷口與疤痕照護中心 ( 傷口中心 )，提供傷口換藥、諮詢外，根據傷口的癒合狀況，即時提供各式先進醫療儀器與敷料，以治療困難性傷口。針對疤痕病患提供專業的諮詢與各式疤痕治療的選擇。讓所有燒燙傷暨慢性傷口與疤痕的病人得福，提升傷口照護品質。
本院整形外科於歷屆科主任領導下逐步成熟茁壯，一般病房位於主體大樓41病房，另外設有燒傷中心6床單獨隔離加護中心及8床單、雙人中重症病房，視野採光佳。
目前整形外科主要的服務項目
1. 顯微外科：斷指、斷肢重接，顯微皮瓣及神經、血管接合手術。
2. 燒燙傷的治療及其疤痕處理。
3. 顏面部外傷及顏面骨骨折治療。
4. 頭頸部及軟組織良性與惡性腫瘤治療，包括切除及重建。
5. 手部外科手術：包括外傷造成及先天性的畸形等。
6. 困難傷口處理，例如糖尿病足潰瘍、褥瘡等。
7. 美容外科手術：雙眼皮、隆鼻、隆乳、抽脂、拉皮、磨皮、雷射等美容手術。
