Introdução: O tratamento do câncer infantil é multidisciplinar, e a radioterapia faz parte dessa abordagem, sendo, em geral, um procedimento crítico em crianças. A necessidade de permanecerem sem acompanhante e imóveis no aparelho de tratamento, aliada ao receio da natureza dessa terapia, faz com que o uso de anestesia seja comum. Para que a criança pudesse se sentir mais confortável e confiante com esse tratamento, foram introduzidas medidas de humanização na rotina da radioterapia. Objetivo: Descrever a dinâmica do processo de humanização utilizado. Método: Estudo descritivo sobre a implantação de medidas de humanização, entre maio/2016 e dezembro/2017, no Serviço de Radioterapia do Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva, RJ, Brasil. Resultado: A customização das máscaras de tratamento, a utilização de fantasias correspondentes, o certificado de coragem, as comemorações de datas festivas e as melhorias no ambiente foram as principais intervenções de humanização realizadas. Houve uma transformação no enfrentamento das adversidades inerentes ao tratamento, com evidente benefício para o ambiente e bem-estar da criança. Uma relação de confiança foi estabelecida entre a criança, sua família e a equipe profissional. Maior adesão, redução do absenteísmo e aparente redução de anestesia para o tratamento foram os resultados constatados. Conclusão: As ações implementadas trouxeram inequívoco ganho para o bem-estar geral dos envolvidos no processo de humanização. Aponta-se a necessidade de estudo quantitativo sobre a melhoria no fluxo de atendimento nesse Serviço, seja por meio da redução do uso de anestesia para o tratamento ou no tempo diário no aparelho de radioterapia.