แผนกพยาธิวิทยาจัดตั้งขึ้นพร้อมกับการก่อตั้ง คณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ ตามพระราชกฤษฎีกา ลงวันที่ 22 พฤษภาคม 2490 โดยได้เปิดภาคเรียนครั้งแรกวันที่ 11 มิถุนายน พ.ศ. 2490
เมื่อเริ่มแรกแผนกพยาธิวิทยาเป็นหนึ่งในแผนกที่ทำหน้าที่รับผิดชอบการสอนวิชาพยาธิวิทยา วิชาปรสิตวิทยา วิชาจุลชีววิทยา วิชาเวชศาสตร์ชันสูตรและวิชานิติเวชวิทยา
อันเป็นวิชาพื้นฐานของหลักสูตรการศึกษาแพทยศาสตร์จัดอยู่ในวิชาปรีคลินิกร่วมกับวิชาสรีสวิทยาและกายวิภาคศาสตร์
ศ.นพ.เฉลิม พรมมาส เป็นผู้รักษาการหัวหน้าแผนกเป็นคนแรกต่อมา ศ.นพ.ภิรมย์ สุวรรณเตมีย์ เป็นหัวหน้าแผนกจนถึงปี พ.ศ. 2510 ในช่วงระยะเวลาสั้น ภาระงานการสอนและงานบริการมากขึ้น จึงได้แยกออกเป็น 5 แผนก คือ
1.
แผนกพยาธิวิทยา
2.
แผนกจุลชีววิทยา
3.
แผนกปรสิตวิทยา
4.
แผนกเวชศาสตร์ชันสูตร
5.
แผนกนิติเวชศาสตร์
เมื่อคณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ โอนเข้าสังกัดจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จึงเปลี่ยนชื่อแผนกเป็นภาควิชาพยาธิวิทยา คณะแพทยศาสตร์ จนถึงปัจจุบัน
หัวหน้าภาควิชาพยาธิวิทยา มีรายนามดังนี้ คือ
1. ปี พ.ศ. 2510-2522 ได้แก่ ศ. นพ. สมศักดิ์ เดชะไกศยะ
2. ปี พ.ศ. 2522-2527 ได้แก่ รศ. นพ. ประยูร
สุคนธมาน
3. ปี พ.ศ. 2527-2531 ได้แก่ ผศ.นพ. ประสาร จิมากร
4. ปี พ.ศ. 2531-2535 ได้แก่ รศ. นพ. บุญช่วย วัฒนธรรมรักษ์
5. ปี พ.ศ. 2535-2537 ได้แก่ รศ. นพ. ประเสริฐ สำราญเวทย์
6. ปี พ.ศ. 2537-2539 ได้แก่ รศ. นพ. ชูศักดิ์ วิรัชชัย
7. ปี พ.ศ. 2539-2542 ได้แก่ รศ. นพ. ชัชวาล ธรรมาภรณ์พิลาศ
8. ปี พ.ศ. 2542-ปัจจุบัน ได้แก่ รศ. นพ. พงษ์พีระ สุวรรณกูล