Датою фактичного виникнення кафедри можна вважати 1863 рік, коли в Петербурзькому університеті була організована кафедра анатомії людини і фізіології тварин. Першим завідувачем кафедри був академік Філіп Васильович Овсянников, який ввів систематичне читання лекційних курсів анатомії людини і гістології та організував практичні заняття з гістології. Це фактично і стало початком кафедри анатомії і гістології. Як самостійний підрозділ кафедра була оформлена в 1876 р з приходом проф. І. М. Сеченова, що взяли на себе керівництво кафедрою фізіології тварин. У 1881 р після відходу Ф.В.Овсяннікова на пенсію на завідування кафедрою був запрошений академік А.О.Ковалевского; при ньому на кафедрі переважали порівняльні гістофізіологіческіе исследо- вання. В кінці 1894 р А.О.Ковалевского залишає педагогічну діяльність і в якості свого наступника рекомендує завідувача кафедри Томського університету екстраординарного професора А.С.Догеля.
З приходом А.С.Догеля в 1895р. почався новий етап в житті кафедри - етап інтенсивного розвитку гістології. Дуже важливим нововведенням А.С.Догеля стало виділення в 1904р. вчення про клітину в самостійний курс цитології, що не мав місця не тільки ні в одному з російських університетів, а й практично у всіх зарубіжних (за винятком Кембриджського університету, де тоді працював знаменитий цитолог Е.Вільсон). Талановите викладання гістології, постійна присутність А.С.Догеля на кафедрі, особистий приклад напруженої роботи залучали до нього численних учнів. Таким чином, в Петербурзькому університеті була створена гістологічна школа. Основний напрямок досліджень цієї школи - гістологічне будова нервової системи та органів чуття хребетних і безхребетних тварин. Учнем проф. А.С. Догеля був А. А. Заварзін, згодом видатний гістолог і академік, основоположник еволюційної гістології, створив оригінальну концепцію еволюції тканин, засновану на відкритий ним принципі паралелізму розвитку тканин.
Після смерті проф. А.С.Догеля в 1923р. завідувачем кафедри був обраний його учень - заслужений діяч науки проф. Дмитро Іванович Дейнека. Дослідження Д.І.Дейнекі поклали початок цитологическому напрямку в діяльності кафедри - велике число робіт було присвячено вивченню тонкої будови рослинних і тваринних клітин і їх органоїдів. У другій половині 30-х років на кафедрі інтенсивно розробляється проблема розвитку мезенхімних тканин і освіти міжклітинної речовини.
У 1953 р тяжкохворого Д.М.Дейнеку на посаді завідувача кафедрою змінив вихованець Казанського університету член-кор. АН СРСР, проф. Микола Григорович Колосов - великий нейрогістології. Під його керівництвом на кафедрі знову значно розширилися роботи з дослідження вегетативної нервової системи. У 1956 р проф. Н.Г.Колосов організував секцію нейрогістології Ленінградського товариства дослідників природи.
У 1968 р. після раптової смерті проф. П.В.Макарова на завідування кафедрою був запрошений вихованець Ленінградського університету доктор біологічних наук син академіка А. А. Заварзін Олексій Олексійович Заварзін (молодший) - один з провідних гістологів країни. За безпосередньої участі А. А. Заварзін і під його керівництвом були розпочаті широкі дослідження системної організації і морфофункціональних особливостей покривного і кишкового епітелієм, а також тканин внутрішнього середовища. Порівняльно-гістологічні дослідження дали можливість обґрунтувати на новому рівні принцип паралелізму, який є ключовим для розуміння філогенетичної диференціювання тканин тварин.