Introdução: O câncer é uma das principais causas de óbito globalmente, caracterizado pela proliferação descontrolada de células malignas que formam tumores, podendo invadir outras regiões do corpo e causar metástases. Entre as modalidades terapêuticas para o tratamento do câncer, destaca-se a radioterapia, que utiliza radiação ionizante direcionada ao tumor para eliminar as células malignas. O setor de radioterapia é composto por uma equipe multiprofissional, incluindo enfermeiros oncologistas, técnicos em enfermagem, médicos radioterapeutas, técnicos em radioterapia, físicos e funcionários administrativos. O enfermeiro é responsável por coordenar atividades administrativas, elaborar e orientar o plano assistencial, avaliar os pacientes conforme protocolos e prevenir ou intervir nas reações de toxicidade da radiação ionizante. Objetivo: Descrever a experiência adquirida no setor de radioterapia durante a residência de enfermagem em oncologia. Métodos: Estudo descritivo, do tipo relato de experiência, sobre o período vivido durante a residência de enfermagem no ambulatório de radioterapia de um hospital de referência em oncologia no estado de Pernambuco. Resultados: No primeiro contato, o enfermeiro realiza uma triagem para obter informações sobre o estado geral do paciente e verifica se ele possui os exames necessários para o planejamento do tratamento. Após isso, o paciente passa pela primeira consulta com o médico radioterapeuta e é agendada a tomografia de planejamento. Na etapa seguinte, conhecida como deslocamento, o paciente retorna ao serviço com marcas temporárias colocadas durante a tomografia, e então realiza-se uma simulação do paciente e as marcas temporárias são substituídas por marcas permanentes. Após essas etapas, o paciente inicia o tratamento de teleterapia. A equipe de enfermagem acompanha o paciente no início, durante e após o tratamento, por meio de revisões regulares para verificar a toxicidade e cuidados com a pele irradiada. Conclusão: A residência em enfermagem no setor de radioterapia destacou a importância do enfermeiro em todas as fases do tratamento, desde a triagem inicial até o acompanhamento contínuo durante a teleterapia. O papel do enfermeiro é crucial para assegurar a qualidade do atendimento, a segurança do paciente e o manejo das reações adversas à radiação. A experiência sublinha a necessidade de uma abordagem multiprofissional e a adesão a protocolos estabelecidos para melhorar o bem-estar dos pacientes oncológicos.