病理科始建于1973年肿瘤所筹建初期。

目前病理科内设置包括：组织病理学诊断组、分子病理研究室、流式细胞室、技术室。全科在职人员14人，其中在6名医生中有正高职称2人，副高职称3人，中级职称1人。病理科主任李吉友教授是国际胃癌协会会员、中国抗癌协会胃癌专业委员会副主任委员兼胃癌病理学组组长、肿瘤病理专业委员会副主任委员。

作为肿瘤专科医院的病理科，积累了大量病例和经验，具有较高诊断水平，能承担外院疑难病例会诊。在国内最早开展了B超引导下细针穿刺活检，具有较多经验和较高水平。关于胃癌癌前病变的诊断和研究工作水平及积累的标本数量，居国内领先水平。关于I期乳腺癌预后因素的研究，曾获北京市科技进步三等奖。在1999年获得国家科技进步二等奖项目（胃癌研究）中，本科室参与了其中的一部分工作，是获奖者之一。