В 1886 г. Старо-Екатерининская больница перешла в ведение города. С внедрением принципов асептики и антисептики начинает бурно развиваться хирургия. Развиваются новые клинические дисциплины. При поддержке профессоров Московского университета и по примеру европейской медицины в Старо-Екатерининской больнице формируется прозектура (1867 г.), затем мощная патологоанатомическая служба. С 1918 года заведовал патоморфологическим отделением данной больницы Владимир Тимофеевич Талалаев (впоследствии Московский областной научно-исследовательский клинический институт имени М. Ф. Владимирского (МОНИКИ). С 1930 по 1941 год также являлся заведующим кафедрой патологической анатомии Центрального института усовершенствования врачей. Основные труды Талалаева В.Т. посвящены ревматизму, им изучен гистогеноз ревматической гранулёмы (гранулёма Ашоффа — Талалаева) в оболочках сердца. В 1929 году опубликовал монографию «Острый ревматизм», за которую в 1936 году получил премию Международной антиревматической лиги. Также работы Талалаева посвящены крупозной пневмонии, сенсибилизации и аллергии, морфологии сепсиса, желчнокаменной болезни и другим проблемам. Им в 1923 году был разработан пластинчатый метод изготовления анатомических препаратов. Перу В.Т. Талалаева принадлежит более 70 научных работ, посвященных преимущественно проблеме ревматизма. В 1949 году имя Талалаева был присвоено патологоанатомическому корпусу МОНИКИ, где установлен его бюст.
С 1992 года по 2019 год патолого-анатомическое отделение возглавляла проф. Казанцева Ирина Александровна, являющаяся автором более 700 научных работ, в том числе 7 монографий, соавтором 5 руководств, 7 патентов на изобретения и одного открытия. Она является выдающим специалистом России в области патологии, особенно онкоморфологии, создателем научной школы. В течение 26 лет Ирина Александровна вела преподавательскую деятельность в системе дополнительного медицинского образования в качестве профессора кафедры патологической анатомии факультета постдипломного образования Первого МГМУ имени И.М. Сеченова. За практический раздел работы отделения в этот период отвечала Банина Виктория Борисовна, врач высшей квалификационной категории, заслуженный деятель здравоохранения, специалист с богатым опытом работы. Под руководством Казанцевой И. А. И Баниной В. Б. выросла целая плеяда молодых специалистов, работающих в настоящее время, как в патологоанатомическом отделении МОНИКИ, так и в прозектурах г. Москвы и Подмосковья.
С 2021 года руководителем отделения является д.м.н., врач-патологоанатом, высшей квалификационной категории Сетдикова Галия Равилевна, за практический раздел работы патологоанатомического отделения отвечает Каштанова Анна Андреевна.
В составе коллектива отделения работают – 2 доктора медицинских наук, 1 профессор, доктор биологический наук, 3 кандидата наук, 7 врачей с высшей квалификационной категорией.
