Le programme comprend six salles de traitement de téléthérapie, deux salles de curiethérapie et le secteur de physique en sous-sol. Le rez-de-chaussée inclut les fonctions d’accueil, de consultation et de simulation de traitement. Un atrium public a été créé à la jonction de l’agrandissement et du bâtiment existant. Au premier étage sont regroupées les traitements de chimiothérapie, le secteur pharmacie et les fonctions administratives du Centre de recherche en cancérologie. À son ouverture, les nouvelles installations en font le plus grand nouveau centre de cancérologie au Québec.

Les principaux défis de réalisation du projet ont résidé dans l’intégration harmonieuse des équipements médicaux complexes; dans le phasage des travaux permettant la relocalisation temporaire de l’entrée principale et la déviation des services souterrains majeurs avant les travaux; la décontamination des sols; la planification du projet et de ses grandes salles de mécanique afin qu’il puisse recevoir facilement six étages supplémentaires dans le futur; la maximisation de l’apport en lumière naturelle partout à l'intérieur du projet et ce malgré la très grande dimension du bâtiment (3 500 m²/étage) ―respectant ainsi le plus possible les standards internationaux pour l'accès à la lumière naturelle―; la planification des percées sur l'extérieur en bout de corridor de façon systématique, diminuant le stress chez les patients et facilitant l'orientation à l'intérieur du bâtiment (wayfinding); et enfin l’aménagement de deux cours intérieures végétalisées et de jardins périphériques en bordure des salles d'attente et des espaces publics, de façon à fournir des espaces dynamiques avec des vues sur l’extérieur et le passage des saisons. L’ajout de ce nouveau corps de bâtiment a également nécessité la relocalisation de l’entrée principale de l’hôpital et des débarcadères piétonniers et véhiculaires.