Az Uzsoki Utcai Kórházban a kezdetekben a klinikai laboratóriumi diagnosztikus tevékenység és a patológiai diagnosztika lényegében közös irányítás alatt folyt. A Patológia Osztály első vezetője dr. Borsos-Nachtnebel Ödön volt. Ő ennek az osztálynak a vezetői állásából nyert kinevezést a Debreceni Orvostudományi Egyetem Kórbonctani Intézetének élére. A II. világháború végén nyugatra távozott és az USA-ban halt meg. Külön is említést érdemel az a tény, hogy ennek az osztálynak volt tagja segédorvosként a ’30-as években Mayer Kolos Ferenc, aki az USA-ban lett világszerte elismert orvostörténész Claudius Francis Mayer néven és ért el magas fokozatot az Amerikai Egyesült Államok hadseregében. Borsos-Nachtnebel Ödönt dr. Putnoky Gyula követte az osztály élén, aki kezdetben külső munkatársként végezte itt a patológiai és laboratóriumi diagnosztikus munkát, miközben az egyetemen a prof. dr. Balogh Ernő vezette I. Kórbonctani és Kísérleti Rákkutató Intézetben volt vezető munkatárs. Később vette át főorvosként az osztályvezetését és volt externista az egyetemi intézetben. Erdély visszacsatolása után került a kolozsvári Ferenc József Tudományegyetem egyetemi kórbonctani intézetbe, majd annak Szegedre történt áttelepülése ill. az utód Babes-Bólyai egyetemnek Marosvásárhelyre történt áttelepítése nyomán Marosvásárhelyre, ahol az ottani igen nagy tekintélyű egyetemi tanári karnak lett megbecsült tagja. Onnan ismét visszatérve az Orvostovábbképző Intézet Klinikai Laboratóriumi Tanszékének ill. Intézetének lett az igazgató tanára.
A Patológia Osztály vezetője volt dr. Farkas Károly is, aki egyben a kórház igazgató-főorvosa is volt. Kiemelkedő vezető egyénisége volt a hazai patológiának, speciális kutatási területe a reumás betegségek patológiája volt. Az általa szervezett klinikopatológiai konferenciák igen híresek voltak. Általában a kliniko-patológiai szemlélet megtestesítője volt a patológiai gyakorlatban, akit nem egyszer hívtak konzíliumba a klinikai osztályok munkatársai. 1957. május 1.-ével került át az ORFI-ba, ahol a Patológia Osztály vezetése mellett ellátta a főigazgató főorvosi teendőket is. Munkásságát címzetes egyetemi tanári címmel ismerték el. Őt követte az osztályvezetői poszton dr. Barla-Szabó László, aki 1971-ig, nyugdíjba vonulásáig látta el ezt a feladatot. Utána dr. Scholz Magda lett az osztályvezető főorvos, aki 1989. március 31.-ig, nyugdíjba vonulásáig töltötte be ezt a posztot. Utána még haláláig, 1996. szeptemberéig, aktívan részt vett az osztály munkájában.
1989. április 1.-i hatállyal a Patológia Osztály élére pályázat útján dr. Bajtai Attila került, aki azt megelőzően az Orvostovábbképző Egyetem Patológia Intézetében volt egyetemi docens. (1991-ben korábbi munkahelyétől megkapta a címzetes egyetemi tanári címet.) 1992 óta egyidejűleg a főváros patológus szakfelügyelő főorvosa is. A vezetői feladatokat 2000. április 1.-ig látta el, amikor vezetőként nyugdíjba vonult. Utóda korábbi helyettese, dr. Pócza Károly főorvos lett. Nyugdíjba vonulása miatt 2011. augusztus 1-től dr. Salamon Ferenc főorvos az osztályvezető.