ศูนย์บริการพยาธิวิทยาเดิมเป็นโครงการบริการวิชาการภายใต้การการกำกับดูแลของศูนย์ประยุกต์และบริการวิชาการ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้เริ่มเปิดดำเนินการ ให้บริการตรวจทางพยาธิวิทยาและห้องปฏิบัติการแก่โรงพยาบาลของรัฐและเอกชน มาตั้งแต่ปี 2542 ต่อมาได้โอนมาให้อยู่ในกำกับดูแลของคณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี เมื่อ 1 ตุลาคม 2551 ปัจจุบันศูนย์บริการพยาธิวิทยาเป็น ศูนย์ภายในสังกัดศูนย์สนับสนุนพันธกิจ คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี ตั้งแต่วันที่ 1 ตุลาคม 2555 มีห้องปฏิบัติการของภาควิชาพยาธิวิทยาร่วมดำเนินงาน ให้บริการทางห้องปฏิบัติการรวม 17 ห้องปฏิบัติการ โดยมีผู้ใช้บริการที่มาจาก ภายนอกคณะฯ ทั้งภาครัฐและเอกชนมากกว่า 500 หน่วยงาน

ศูนย์บริการพยาธิวิทยาได้กำหนดวิสัยทัศน์คือ “เป็นศูนย์บริการพยาธิ วิทยาที่มีผู้ใช้บริการมากที่สุดด้วยคุณภาพระดับมาตรฐานสากล” พันธกิจหลัก คือ พัฒนาการบริการทางพยาธิวิทยาด้วยความเชี่ยวชาญ เพื่อความพึงพอใจและความไว้วางใจสูงสุดของผู้รับบริการ