Doktor David Nott påminde sig hur han inte kunde svara när hon frågade honom om hans erfarenhet i Aleppo vid en lunch på Buckingham Palace.
Drottningen såg att han var "allvarligt traumatiserad", och frågade om hon kunde hjälpa till innan hon kallade på sina corgis.
Han sa till Desert Island Discs att hundarna hade en terapeutisk effekt.
Kirurgen, som frivilliga med Medecins Sans Frontieres och Internationella Röda Korsets kommitté, sade drottningens mänsklighet var "otrolig" och beskrev henne som "varm och underbar".
Dr Nott berättade för BBC Radio 4 programmet att han hade opererat på "dåligt skadade" barn från en låtsasteater i den syriska staden och viktiga slagfält Aleppo, och han visste inte vad han skulle säga till drottningen när det var hans tur att tala.
I mer än två decennier har dr Nott - en konsultkirurg vid Royal Marsden, St Mary's och Chelsea och Westminster Hospitals i London - gett upp flera månader varje år för att ställa upp i krigszoner och under stora humanitära kriser.
Han har utfört livräddande operationer i Afghanistan, Bosnien, Irak, Libyen, Pakistan och Syrien.
Under Desert Island Discs erinrade han sig mötet med Drottningen på en privat lunch på Buckingham Palace i oktober 2014.
Doktor Nott - som medgav att han led av posttraumatisk stress som ett resultat av sitt arbete i krigszoner - sade: " Jag [hade] hanterat [i Syrien] med barn som verkligen var svårt skadade och hon måste ha upptäckt något viktigt.
"Jag visste inte vad jag skulle säga. Det var inte det att jag inte ville prata med henne. Jag kunde bara inte säga något.
"Hon tog upp allt det här och sa: "Ska jag hjälpa dig?" Jag tänkte: "Hur i hela friden kan drottningen hjälpa mig?"
"Snabbt tog hovmästarna corgis och corgis gick under bordet."
Dr Nott sa att drottningen öppnade en burk kex och bjöd in honom att mata och smeka hundarna.
Han tillade: " Och så för 20 minuter under denna lunch drottningen och jag matade hundarna. Hon gjorde det för att hon visste att jag var så traumatiserad. Du vet att mänskligheten i det hon gjorde var otrolig."
Under programmet erinrade sig dr Nott också det ögonblick då han opererade på en man och sex beväpnade militanter från den så kallade islamiska staten (IS) bröt sig in i rummet.
Dr Nott sa att han var för rädd för att tala av rädsla för att militanterna skulle erkänna att han var brittisk.
"Jag minns så livfullt mina ben skakar som gelé, och de stannade i cirka 20 minuter med sina vapen alla pekar mot oss, sedan helt plötsligt hände något utanför... och de gick," sade han.
Tidigare i år utsågs Dr Nott till vinnare av Robert Burns Humanitarian Award 2016.
Han inrättade också David Nott Foundation som erbjuder andra kirurger och läkare utbildning och råd om hur man kan hjälpa i konflikt- och naturkatastrofer områden runt om i världen.
En krigskirurg har berättat hur drottningen hjälpte honom att övervinna traumat genom att låta honom klappa hennes corgis, dagar efter att han återvänt från Syrien.