Патологоанатомическое отделение больницы им Боткина является одним из самых старых отделений. В период с 1962 по 1979 гг. на базе отделения функционировала кафедра патологической анатомии РМАНПО, которую возглавлял известный ученый А.В. Смольяников. Сегодня на базе отделения работает кафедра патологической анатомии и клинической патологической анатомии №2 педиатрического факультета Российского Национального Исследовательского Медицинского Университета им. Н.И. Пирогова, которой руководит профессор Е.Л. Туманова.
Отделение насчитывает 2 доктора медицинских наук, 3 кандидата медицинских наук и 5 врачей-патологоанатомов высшей категории. В гистологической лаборатории работает высококвалифицированный коллектив специалистов, которые используют свой богатый опыт, полученный во время стажировок и обучения за рубежом, на практике. Сотрудники отдела также являются членами Российского и Европейского обществ патологов.