Vedení nemocnice už v roce 1954 v souladu s vyhláškou ministerstva zdravotnictví o zřizování společných diagnostických zařízení nemocnic zřídilo ústřední laboratoř: oddělení klinické biochemie. Sem se soustředily úkoly příručních laboratoří, vybudovaných při chirurgickém, interním, dětském a kožním oddělení. Prvním přednostou oddělení klinické biochemie se stal odborný asistent ústavu lékařské chemie Palackého univerzity v Olomouci: MUDr. Josef Bartek. Rostoucí požadavky kladené na tato klinická pracoviště bylo možné plnit jen pomocí standardně prováděného a jednotně řízeného systému vyšetřovacích postupů, pružně sledujících prudký rozvoj klinické biochemie. Začátky byly svízelné a v počátečních obtížích pomohl i prof. MUDr. Fr. Šantavý, DrSc., který za války pracoval v laboratoři interního oddělení Uherskohradišťské nemocnice a v padesátých letech byl přednostou Ústavu lékařské chemie Palackého univerzity.

Provoz oddělení se rychle rozvíjel. Už v roce 1958 se zde vedle 14 hematologických vyšetření provádělo i 61 vyšetření biochemických, mezi nimi například i na tehdejší dobu náročná vyšetření, jako stanovení pregnandiolu, 17-ketosteroidů, elektroforézy bílkovin, glykoproteinů a lipoproteinů na papíře. Přístrojové vybavení už v roce 1960 začíná přecházet na mikrometody. Kritický nedostatek prostoru vedl k vybudování samostatné budovy oddělení, v níž byl zahájen provoz v roce 1965. Od konce šedesátých let stále vzrůstal počet požadavků na biochemická vyšetření a po doplnění přístrojového vybavení v letech 1969-1970 došlo k dalšímu rozšíření základních biochemických vyšetření. Odstranila se zejména čekací doba na vyšetření, když při příjmu pacienta do nemocnice byl využit pouze jeden odběr krve. Primářem oddělení se v osmdesátých letech stal MUDr. J. Bartek ml., po něm RNDr. Antonín Zajíc.