Клініко-діагностична лабораторія була організована, як структурний підрозділ Київського міського онкологічного диспансеру в 1947 році. Першими працівниками та організаторами лабораторії стали завідувачка Печерер Нора Йосипівна та лаборант Кудрявцева Таїсія Григорівна. В 1990 році лабораторія разом з лікарнею переїхала зі Стрілецького провулку на нову базу по вулиці Верховинній 69, де розміщується і сьогодні.

Лабораторія забезпечує діагностичне лабораторне обстеження хворих 9 стаціонарних відділень, 2 денних стаціонарів та консультативної поліклініки. За рік у лабораторії виконується більше 600 тис. досліджень у 25 тис. хворих. В лабораторії виконується повний розгорнутий загальний аналіз крові, близько 40 показників біохімічних досліджень, загально-клінічні серологічні дослідження, визначається група крові та резус-фактор. Лабораторія забезпечує виконання досліджень наукових робіт в клініках КМОЛ, а також діагностичне обстеження хворих за протоколами клінічних випробувань деяких лікарських засобів.

Достовірність виконаних результатів контролюється щоденно контрольними сироватками та стандартними зразками крові, а один раз на місяць міжнародною організацією контролю якості лабораторних досліджень «PREVECAL». Лабораторія в 2001році акредитована та кожні 5 років проходить атестацію на відповідність досліджень акредитованих методів. В останнє атестувалась в 2016 році.

Гематологічні та біохімічні дослідження виконуються на сучасних автоматичних аналізаторах «PENTRA -60» (гематологічні) та «COBAS С -311» (біохімічні).Додатково, при необхідності, гематологічна формула крові підраховується вручну.

За період з 1947 по 2001роки змінилось 9 завідувачів.
Нора Йосипівна Печерер очолювала лабораторію до 1976 року. Також хочеться згадати Бєгуна Якова Наумовича (1978-1990р.р.). З 2001 року лабораторію очолює кандидат медичних наук, лікар вищої категорії Владіміров Віталій Олександрович. У 1990 році до штату було введено посаду старшого фельдшер-лаборанта, на якій постійно працює Борисенко Ніна Леонідівна.

В клініко-діагностичній лабораторії працюють 3 лікаря-лаборанта, 10 фельдшер-лаборантів, 4 молодших медичних сестри.

В лабораторії проходять практичну підготовку лікарі-інтерни, після закінчення субординатури з лабораторної діагностики Національного медичного університету та фельдшер-лаборанти після медичного коледжу №1.

За останні 25 років співробітниками лабораторії було опубліковано 30 наукових статей, методичні рекомендації, захищенний патент на спосіб ранньої діагностики раку.

Основним напрямком подальшого розвитку і вдосконалення роботи лабораторії є покращення її технічної бази, зокрема – придбання сучасного аналізатора визначення гемостазу та аналізатора сечі.