长海医院建院之初即开展整形外科工作，并于1960年正式成立整形外科，是我国较早开展整形外科工作的单位之一。整形外科专家郭恩覃教授为学科创始人。1986年开始招收硕士研究生，19年开始招收博士研究生。长海医院整形外科长期以来以自体组织移植、异常瘢痕防治、显微外科在整形外科中的应用、血管瘤综合调节等为主要研究方向，在我国实行改革开放以后又及时将美容外科作为一个新的生长点，积极开展美容手术，并注重吸收与引进国外先进技术，现已在体表器官再造(尤其是性器官再造)、烧(创)伤晚期畸形矫正、难治性创面修复、瘢痕整形、两性畸形诊治、体表血管瘤综合调节等方面形成特色，在面部除皱、双眼皮成形、内眦赘皮矫正、眼袋整复、隆鼻、鼻尖肥大畸形矫正、腋臭调节、隆乳、巨乳缩小、腹部吸脂、小阴唇缩小成形、阴道缩紧等美容手术方面也积累有丰富经验，并有一些独到之处。学科总体水平处于国内先进行列，部分项目国内领先水平。
先后申请获得自然科学基金4项，军队和上海市等省部级科研基金10余项;完成科研课题50余项;发表学术论文400余篇。主编《现代整形外科学》、《整形与烧伤外科手术学》、《实用整形外科手册》及《皮瓣移植实例彩色图谱》专著4部，参编专著20余部;获科技进步三等奖1项、发明三等奖和四等奖各1项、军队科技进步一等奖1项、军队科技进步二等奖2项、军队科技进步三等奖3项、军队科技进步四等奖3项、军队科技图书二等奖1项。
学科现有医生11名，包括教授3名，副教授3名，主治医师5名，其中博士生导师2名，硕士生导师4名;护士10名，其中主管护师2名;在读研究生22名，其中博士后1名，博士研究生10名，硕士研究生11名。展开床位33张，另设独立的美容中心一个，供开展整形美容小手术，每年施行各类整形美容手术6000余例。
科内人员担任的主要学术职务有：中华整形外科学会常委，上海市整形外科学会副主任委员，中国修复重建外科学会常委，中华医学美学与美容学会委员、中国医师协会美容与整形医师分会常委兼美容外科专业组组长，全军显微外科专业委员会委员;全军激光医学专业委员会委员;上海市显微外科学会委员;上海市医学美学与美容学会委员。并为中华整形外科杂志编委;中国修复重建外科杂志编委;中国实用美容整形外科杂志常务编委，中国美容医学杂志编委，中国外科年鉴编委，中华外科杂志特约编委，医学研究生学报特邀编委等。
长海医院整形外科重视对外交流，1991年成功举办了第三届中日整形外科学术交流会，科内先后有5人在美、法、德、澳、韩等国留学深造，并先后接待过美、德、韩、日、墨西哥、意大利、新加坡等国学者到科室参观访问和进行学术交流。先后培训军队和地方进修医生300余名、博士和硕士研究生30余名、外国留学生6名。