Das NCT-Direktorium Heidelberg leitet das NCT und sorgt für die Entwicklung und Umsetzung der strategischen und operativen Maßnahmen. Es setzt sich zusammen aus sieben Vertretern der Forschungsschwerpunkte am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und den Ärztlichen Direktoren der Abteilungen Chirurgie, Hämatoonkologie, Medizinische Onkologie, Neuroonkologie, Pathologie, Radioonkologie am Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD) sowie einem Vertreter der Thoraxklinik-Heidelberg.
Vier geschäftsführende Direktoren bilden das geschäftsführende NCT-Direktorium in Heidelberg.
NCT-Direktorium Heidelberg
Prof. Dr. Dr. Jürgen Debus
Geschäftsführender Direktor NCT Heidelberg
Ärztlicher Direktor: Radioonkologie
Direktor: Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrums (HIT), Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)

Prof. Dr. Stefan Fröhling
Geschäftsführender Direktor NCT Heidelberg
Abteilungsleiter: Translationale Medizinische Onkologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Prof. Dr. Dirk Jäger
Geschäftsführender Direktor, NCT Heidelberg
Ärztlicher Direktor Medizinische Onkologie, Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)
Leiter: KKE Angewandte Tumor-Immunität, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)
Prof. Dr. Peter Lichter
Geschäftsführender Direktor NCT Heidelberg
Abteilungsleiter: Molekulare Genetik, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Dr. Christoph Stein-Thöringer
Mikrobiom und Krebs,
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Prof. Dr. Hermann Brenner
Abteilungsleiter: Klinische Epidemiologie und Alternsforschung,
Abteilungsleiter (komm.): Präventive Onkologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Prof. Dr. Markus W. Büchler
Ärztlicher Direktor: Allgemein-, Viszeral- und Transplantationschirurgie, Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)

Prof. Dr. Carsten Müller-Tidow
Ärztlicher Direktor: Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie, Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)

Prof. Dr. Hans-Reimer Rodewald
Abteilungsleiter: Zelluläre Immunologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Prof. Dr. Peter Schirmacher
Ärztlicher Direktor: Abteilung Allgemeine Pathologie, Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)

Prof. Dr. Dipl.-Phys. Heinz-Peter Schlemmer
Abteilungsleiter: Radiologie,
Sprecher: Forschungsschwerpunkt Bildgebung und Radioonkologie,
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Prof. Dr. Michael Thomas
Chefarzt der Abteilung Onkologie Innere Medizin, Thoraxklinik-Heidelberg am Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)

Prof. Dr. Andreas Trumpp
Abteilungsleiter: Stammzellen und Krebs,
Sprecher: Forschungsschwerpunkt Zell- und Tumorbiologie, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ)

Prof. Dr. Wolfgang Wick
Ärztlicher Direktor: Neurologie und Poliklinik, Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD)