โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ได้เริ่มการตรวจเอกซเรย์หลอดเลือดแดงด้วยการฉีดสาร ทึบรังสีครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ. 2494 ต่อมาในปี พ.ศ. 2495 ศาสตราจารย์ นาย แพทย์สมาน มันตราภรณ์ ได้เริ่มการตรวจเอกซเรย์ความผิดปกติของ หัวใจโดยการ สวนหัวใจเป็นครั้งแรก และในเวลาอีก 4ปีถัดมาได้ทำการตรวจ Aortography เป็น ครั้งแรกในโรงพยาบาล จุฬาลงกรณ์โดยวิธีtranslumbar puncture ซึ่งการตรวจในช่วงต่อมาก็เริ่มมีความหลากหลายมากขึ้น มีการ ตรวจ วินิจฉัยหลอดเลือด portal system โดยวิธี Percutaneous splenic portography การตรวจ Cerebral angiography และ Pneumoencephalography
เมื่อมีการก่อสร้างอาคารสวัสดิ์ – ล้อม โอสถานุเคราะห์ แล้วเสร็จในปี พ .ศ. 2506 การตรวจเอกซเรย์หลอดเลือด แดงที่โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์จึงได้ย้ายมา ทำที่ห้อง Fluoroscopy อาคารสวัสดิ์- ล้อม โอสถานุเคราะห์ ชั้น ล่าง และ เริ่มการตรวจหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำโดยแทงเข็มและใช้สายสวน ผ่านเข้าทาง Femoral artery และ Femoral vein เหมือนดังเช่นที่ใช้ในปัจจุบัน โดยใช้เครื่องเอกซเรย์ร่วมกับการใช้ เครื่องถ่ายภาพชนิด Cassette Film Changer ยี่ห้อ Siemens ซึ่งเป็นแผ่นฟิล์มบรรจุใน Cassette เหล็กแผ่นสี่ เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความหนาประมาณ 1 ซม. วางซ้อนๆ กันประมาณ 10 แผ่น โดยแบ่ง ออกเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนที่Cassette ยังไม่ถูกลำแสงเอกซ์ และส่วนที่สอง จะ รองรับ Cassette ที่ถูกลำแสงเอกซ์แล้วและเมื่อทำการเอกซเรย์รูปแรกแล้ว แผ่น Cassetteก็จะเลื่อนไปและแผ่นใหม่ ก็จะขึ้นมาแทนเครื่องเอกซเรย์ก็จะ ถ่ายภาพเป็นเช่นนี้จนครบจำนวน Cassette ที่ใส่ไว้ แล้วนำฟิล์มในCassette ไป ล้าง ในห้องมืด ทั้งนี้ ผู้ป่วยที่ได้รับการตรวจเอกซเรย์หลอดเลือดแดงในช่วง แรกๆ ยังมีจำนวนไม่มากนัก
เครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดแบบ ใช้ร่วมกับกล่องบรรจุเปลี่ยนฟิล์ม (cassette film changer)
ต่อมาเมื่อมีการเปิดอาคารนราธิปพงศ์ประพันธ์- สุพิณ ก็ได้ใช้บริเวณอาคาร ชั้นล่างเป็นห้องทำการตรวจ เอกซเรย์หลอดเลือดแดงและหัวใจ โดยแบ่งเวลาการทำ งานกล่าวคือ ในช่วงเช้าถึงเที่ยงจะเป็นการ ทำการตรวจเอกซเรย์ หัวใจโดยอายุร แพทย์หัวใจและช่วงบ่ายถึงเย็นจะเป็นการตรวจเอกซเรย์หลอดเลือดแดงโดยรังสี แพทย์ โดยมี เจ้าหน้าที่รังสีเทคนิคเป็นผู้ช่วยแพทย์ทั้งสองสาขา ภาพ เอกซเรย์ของการตรวจเอกซเรย์หัวใจมีลักษณะเป็น Roll film หรือเรียกว่า Cine film (16 มม. และ 35 มม. ในเวลาต่อมา) ซึ่งผู้ช่วยถ่ายภาพประจำแผนกรังสีวิทยาจะ เป็นผู้ล้าง และกรอเป็นม้วน เพื่อนำไปฉายกับจอในเวลาที่มี Conference ของ หน่วยโรคหัวใจ แผนกอายุรศาสตร์ ซึ่งในขณะนั้น ได้เริ่มมีการตรวจเอกซเรย์ หัวใจในเด็กเล็กสำหรับในช่วงบ่ายจะเป็นการตรวจเอกซเรย์หลอดเลือดแดงของ แผนก รังสีวิทยา โดยมีรังสีแพทย์ 1 คนและแพทย์ประจำบ้านหรือแพทย์ ฝึกหัด (Intern เจ้าของไข้) เป็นผู้ช่วย และมีพนักงาน รังสีเทคนิค 1 คน และ คนงาน 1 คน สำหรับเครื่องเอกซเรย์ที่ใช้ในตอนนั้นคือเครื่อง ยี่ห้อ Siemens โดยเครื่องเอกซเรย์ หลอดเลือดแบบใช้ร่วมกับกล่องบรรจุ เปลี่ยนฟิล์ม(cassette film changer) มีเครื่อง AOT (AngiOTable) เป็นส่วน ประกอบในการตรวจเอกซเรย์หลอดเลือดแดง และมีการทำงาน เป็นแบบ Cut Film Changer โดยจะมีกล่องสี่เหลี่ยม ด้านในเป็นตะแกรงลวดสำหรับใส่ฟิล์มที่ยัง ไม่ได้ถูกลำแสงเอกซ์ เรียกว่า Supply Magazine และกล่องสำหรับรับ ฟิล์มที่ถูกลำแสงเอกซ์แล้ว เรียกว่า Receiving Magazine ซึ่งสามารถบรรจุฟิล์มได้ถึง 30 แผ่น และจะมีแผงควบคุม สำหรับตั้ง โปรแกรม ในการถ่ายภาพเอกซเรย์ให้พอดีกับการวิ่งของฟิล์มประกอบกับลักษณะของ เครื่องเป็นแบบ Bi-Plane จึงสามารถทำได้ทั้งหลอดเลือดในสมอง หลอดเลือดใน หัวใจ หลอดเลือดในช่องท้อง และหลอดเลือดที่แขนและขา โดยใน ขณะนั้นการตรวจจะ ทำเฉพาะการตรวจวินิจฉัยเพียงอย่างเดียว ขณะเดียวกันในบางครั้งก็มีการตรวจ เอกซเรย์หลอดเลือด สมองแบบ Direct Puncture โดยมีศัลยแพทย์ระบบประสาทเป็นผู้ทำซึ่งอาจนัดทำตามปกติหรือในกรณี ผู้ป่วยฉุกเฉิน ต่อมาได้มีเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดยี่ห้อ Shimadzuเพิ่ม ขึ้นอีก 1 เครื่อง ซึ่งประกอบด้วย C-arm และPuck Film Changer และถ่ายภาพเป็น cine ได้จึงใช้เครื่องนี้สำหรับการตรวจหลอดเลือด หัวใจเพียงอย่างเดียว ส่วนเครื่อง Siemens ก็จะทำการตรวจอื่นๆ ที่ไม่ใช่การ ตรวจหลอดเลือดหัวใจ แต่อย่างไรก็ตามการตรวจจะทำเฉพาะการตรวจ วินิจฉัยเพียง อย่างเดียวเท่านั้น
เครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดชนิด Flat Panel Detector (Philips รุ่น Allura Xper FD 20/20) ที่จะติดตั้งที่อาคารภูมิสิริมังคลานุสรณ์ ชั้น 7
สำหรับรังสีร่วมรักษาทางหลอดเลือด (Vascular Interventional Radiology) มีจุดเริ่มต้นมาจาก การทำ เวิร์คชอปของ Dr. Yashiro จากประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นแพทย์ผู้ชำนาญการทำ Transcatheter Oily Chemo embolization (TOCE) สำหรับการทำรังสีร่วมรักษาชนิดอื่นก็ได้เกิดขึ้นตามมา เช่น การทำ Percutaneous Drainage (PCD) Percutaneous Transhepatic Biliary Drainage (PTBD) Percutaneous nephrostomy (PCN) ทำให้ในช่วงนั้นมีจำนวนผู้ป่วยเพิ่มมากขึ้น นอกจากนั้นก็ยังมีการรักษาหลอดเลือดฉีกขาดจากการบาดเจ็บ โดยใช้ Gelfoam หรือรักษาการไอเป็นเลือดโดยการใช้ Gelfoam หรือ Polyvinyl Alcohol ซึ่งเป็นสารที่ทำให้หยุดการรั่วของ หลอดเลือดที่มีปัญหา
เครื่อง CT-DSA Hybrid (Toshiba รุ่น IVR-CT) เป็นเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดที่ทำงานประสานกับเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ในการทำหัตถการทางรังสีร่วมรักษาที่จะติดตั้งที่อาคารภูมิสิริมังคลานุสรณ์ ชั้น 7
ในปี พ.ศ. 2535 ได้มีการติดตั้งเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดระบบ Digital Subtraction Angiography and Stepping DSA ยี่ห้อ GE รุ่น Advantx ซึ่งนับเป็นเครื่องแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และในขณะนั้นถือได้ว่าเป็น เครื่องที่มีความทันสมัย โดยมี monitor ภายในห้องปฏิบัติการ และมี monitor ที่ห้องควบคุมซึ่งเครื่องนี้สามารถลบภาพ กระดูกออกเพื่อให้ภาพแสดงออกมาเฉพาะหลอดเลือด และในช่วงนี้มีการทำรังสีร่วมรักษาเพิ่มมากขึ้น จึงได้มีการ จัดเวิร์คชอปการสาธิตการรักษาผู้ป่วยด้วยวิธีรังสีร่วมรักษาทั้งในส่วน neurovascular และ body vascular intervention โดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญจาก หลากหลายประเทศ
ในปี พ.ศ. 2540 ได้มีการติดตั้งเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดระบบดิจิทัลชนิดระนาบเดี่ยว (Single Plane Digital Subtraction Angiographic Machine: Siemens รุ่น Polystar) เพื่อทดแทนเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดของ ระบบหัวใจซึ่งหน่วยอายุรกรรมหัวใจและหลอดเลือดได้แยกออกไปตั้งที่ศูนย์โรค หัวใจ อาคาร สก. ชั้น 5
ในปี พ.ศ. 2543 ได้มีการติดตั้งเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดระบบดิจิทัลชนิด 2 ระนาบ (Biplane Digital Subtraction Angiographic Machine: Siemens รุ่น Neurostar) เพื่อทดแทนเครื่องSiemens ที่ใช้กับ AOT เดิมซึ่งใช้งานมานานกว่า 30 ปี
หน่วยเอกซเรย์หลอดเลือดและรังสีร่วมรักษา โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ ได้เริ่มนำ Detachable Coil Embolization มาใช้ในการรักษา Cerebral Aneurysm เมื่อปี พ.ศ. 2543 และ r-TPA ในการรักษา Stroke ในปี พ.ศ. 2544 ตามลำดับ
ในปี พ.ศ. 2551 ทางหน่วยได้ติดตั้งเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดระบบดิจิทัลชนิดระนาบเดี่ยวชนิด ตัวรับภาพแบน (Philips รุ่น Allura Xper FD20) ทดแทนเครื่อง GE ซึ่งได้ใช้งานมานานมากกว่า 16 ปีโดยเครื่องนี้สามารถทำการตรวจ หลอดเลือดและสร้างภาพแบบ 3 มิติได้ (3D Rotational Angiography)
ในปี พ.ศ. 2553 หน่วยเอกซเรย์หลอดเลือดและรังสีร่วมรักษาและหน่วยประสาทศัลยศาสตร์ โรงพยาบาล จุฬาลงกรณ์ ได้เริ่มนำ Mechanical Thrombectomy Device มาใช้ในการรักษาหลอดเลือดอุดตัน Flow Diverting Device มาใช้ในการรักษาหลอดเลือดโป่งพอง และ Ethylene Vinyl Alcohol มาใช้ในการรักษาโรคหลอดเลือดแดงดำ ผิดปกติ โดยมีผลการรักษาดีใกล้เคียงกับรายงานจากต่างประเทศ
ในปี พ.ศ. 2554 ได้มีการจัดซื้อเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดระบบดิจิทัลชนิดระนาบเดี่ยว (Siemens รุ่น Artis Zee) เพื่อทดแทนเครื่อง Siemens รุ่น Polystar ซึ่งได้ใช้งานมานานมากกว่า 14 ปี
ในปัจจุบันหน่วยเอกซเรย์หลอดเลือดและรังสีร่วมรักษามีงานบริการตรวจรักษา งานวิจัยและการเรียนการสอน อย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งแผนการดำเนินงานของหน่วยเอกซเรย์หลอดเลือดและรังสีร่วมรักษาในปี พ.ศ. 2557 นั้น จะมีการ เคลื่อนย้ายหน่วยงานไปยังอาคารภูมิสิริมังคลานุสรณ์ ชั้น 7 พร้อมกับขนย้ายเครื่องที่ยังอยู่ในสภาพดีขึ้นไปปรับปรุง ประสิทธิภาพเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดชนิด Flat Panel Detector ยี่ห้อ Philips รุ่น Allura Xper FD 20 ซึ่งเป็นชนิด ระนาบเดี่ยว เป็นรุ่น Allura Xper FD 20/20 ซึ่งเป็นชนิดสองระนาบและจัดซื้อเครื่อง CT-DSA Hybrid (Toshiba รุ่น IVR-CT) เพิ่มเติม ซึ่งจะทำให้หน่วยงานดังกล่าวมีเครื่องเอกซเรย์หลอดเลือดทั้งหมด 4 เครื่อง พร้อมด้วยเครื่อง อัลตราซาวนด์ในการตรวจ Ultrasound Guided Biopsy