Начало исследованиям по патологической анатомии положено профессором И.И. Шукевичем, когда в ветеринарно-бактериологической лаборатории Министерства внутренних дел России в 1908 году был создан анатомический отдел. В 1922 году отдел получил статус лаборатории. Лаборатория патологической анатомии – одна из старейших в ВИЭВ.  Лабораторию возглавляли профессора: Н.Д. Балл (1920-1926), Б.Г. Иванов (1926-1959),  А.В. Акулов (1960-1972), В.А. Шубин (1972-2000).

В лаборатории проводились исследования по патоморфологии, патогенезу и диагностике инфекционных, инвазионных, незаразных болезней и токсикозам животных. Изучены клинико-морфологические проявления, патоморфология, патогенез, в том числе патоморфо- и иммуноморфогенез и диагностика сапа, инфекционного энцефаломиелита, инфекционной анемии, делафандиоза и су-ауру лошадей; туберкулеза, паратуберкулеза, бруцеллеза, ящура, токсоплазмоза животных; злокачественной катаральной горячки, инфекционного ринотрахеита, парагриппа-3, контагиозной плевропневмонии, геморрагической септицемии, тейлериоза крупного рогатого скота; парагриппа-3, хламидиозного аборта, пастереллеза, скрепи, висны, аденоматоза легких, беломышечной болезни и эймериоза овец; атрофического ринита, африканской чумы, вирусного (трансмиссивного) гастроэнтерита, листериоза, гемофилезного полисерозита, актинобациллезной плевропневмонии и других болезней желудка свиней; болезни Ньюкасла.

Изучена эпизоотическая ситуация по скрепи, висне и аденоматозу легких овец романовской породы.

При секторе имеется патологоанатомический музей, насчитывающий около 800 единиц хранения и коллекция гистологических препаратов по патологии животных и птиц.