Кафедра патофизиологии организована в 1933 году. С этого года до 1946г. кафедрой заведовали проф. Н.Э. Глеклер, А.А. Значкова, доц. Д.С. Четвертак, профессора СМ. Лейтес.
В 1946-1969 гг. кафедру возглавлял крупный ученый, внесший значительный вклад в патофизиологическую науку и создавший свою Казахстанскую школу патофизиологов, профессор Глозман Осип Сергеевич.
За этот период под руководством проф. О.С. Глозмана сотрудниками кафедры были осуществлены весомые исследования по разработке и внедрению в клинику активных методов детоксикации организма при различных отравлениях. Была создана методика и доказана возможность полного и частичного, а также неоднократного замещения крови в эксперименте и в клинике при гемолитической болезни новорожденных и экзогенных интоксикациях организма. Результаты исследований по проблеме замещения крови получили свое отражение в трех докторских (А.П. Касаткина, Х.С. Насыбуллина, С.И. Карабаевой) и 12-ти кандидатских диссертациях, по вопросам реактивности организма при острой кровопотере выполнена докторская диссертация М.С. Саулебековой. По результатам исследований, посвященных проблеме операции замещения крови, профессорами О.С. Глозманом и А.П. Касаткиной были опубликованы 4 монографии. Логическим продолжением этих исследований явилось изучение методов детоксикации организма с применением аппарата «искусственная почка», перитонеального и легочного диализа, плазмафереза, перекрестного кровообращения, подсадки аллогенной донорской почки (кандидатские диссертации К.А. Савченко, Э.Л. Бейсебаевой, Н.Н. Абалакиной, А.А. Зелинской, Л.И. Завалишиной и др.).
С 1969г. по 1991г. кафедру возглавляла д.м.н. профессор Насыбуллина Халида Садыковна. Под руководством проф. Х.С. Насыбуллиной на кафедре разрабатывались вопросы патогенеза острой кровопотери и трансфузионной терапии у животных на фоне экспериментального сахарного диабета, гипокинезии и хронической алкогольной интоксикации. По этим вопросам было защищено 7 кандидатских диссертаций (Н.М. Назаренко, Ш.С. Карынбаев, Т.П. Ударцева, А.А. Имамбаева, СП. Лобанов, Н.Ш. Сейтмухамбетова). Изучению метаболических и функциональных изменений в организме животных при несбалансированном по белку питанию и ограничению двигательной активности, влиянию на организм некоторых антропогенных загрязнителей окружающей среды посвящены кандидатские диссертации Н.Н. Рыспековой, Г.Л. Мукановой, Н.В. Жуйко, Ж.М. Дуйсенеевой. Всего на кафедре под руководством проф. Х.С. Насыбуллиной защищено 14 кандидатских диссертаций, опубликовано 2 сборника научных трудов, проведена Республиканская научная конференция патофизиологов. В этот же период под руководством профессора кафедры М.С. Саулебековой выполнены кандидатские диссертации по механизму влияния монохроматического красного света на течение воспалительного процесса (А.А. Шортанбаев, Т.Т. Мельдеханов).
Существенной чертой деятельности кафедры под руководством профессора Насыбуллиной Х.С. являлась активная работа по внедрению и совершенствованию новых форм учебно-методической работы — использованию ТСО на лекциях и занятиях, машинного и безмашинного тестового текущего контроля знаний студентов, письменно-устной формы экзамена, самостоятельной работы студентов и др.
С 1991 по 2013 год кафедрой руководил доктор медицинских наук, профессор Нурмухамбетов Адильман Нурмухамбетович, ученик профессора Т.А.Назаровой. Он является основоположником экологической патофизиологии в Казахстане. Профессор А.Н. Нурмухамбетов внес существенный вклад в изучение глубинных механизмов действия на организм антропогенных загрязнителей окружающей среды, таких как выхлопные газы дизельного двигателя и тяжелые металлы, а также по разработке новых способов патогенетической коррекции нарушений при помощи препаратов, полученных из местного растительного сырья (курчавки грушелистной и корня солодки голой). Под руководством А.Н. Нурмухамбетова выполнены и защищены 3 докторские (Т.Т.Мельдеханов, 1995; Т.П.Ударцева, 2002; Д.А. Адильбекова, 2009) и 14 кандидатских диссертаций (Ахмедшиной Д.А., Балабековой М.К., Касенова Б.Ж., Толепбергеновой М.Ж. и др.). Профессор А.Н. Нурмухамбетов является автором научной монографии «Антиоксидантная защита химических повреждений миокарда и мозга», четырех авторских свидетельства на изобретения, под его редакцией выпущено 8 сборников научных трудов.
Профессор А.Н. Нурмухамбетов внес большой вклад в становление преподавания патофизиологии на государственном языке. Им опубликовано более 200 работ, 11 книг, из них — 8 на казахском языке, 6 словарей медицинских терминов. Он является автором первого учебника для студентов медвузов по патофизиологии на казахском языке (1995 г.), который в дальнейшем был переиздан в 2000 и 2007гг. В 2010 г. выпущен учебник по клинической патофизиологии на казахском языке.
Профессор А.Н. Нурмухамбетов награжден нагрудными знаками «Отличнику здравоохранения» и «Денсаулық сақтау ұйымының ұздiгi», «Қүрмет белгісі тіл жанашыры» (2009), медалями «Қазақстан Республикасының білім беру ісінің құрметті қызметкері», «Құрмет белгісі», «серебряная медаль КазНМУ за вклад в развитие Медицинского образования РК», грамотой МЗ РК в связи с Днем независимости РК (2009г.), грамотой «Лучший заведующий кафедрой», имеет звание «Лауреат премии им. С.Д. Асфендиярова». В 2013 году А.Н. Нурмухамбетов был удостоен звания «Почетный профессор КазНМУ»
С 2003 по 2005 гг. кафедрой руководил кандидат медицинских наук, доцент Карынбаев Шабаз Сибугатуллович. В этот период на кафедре осуществлялось внедрение современных инновационных методов обучения: учебных видеофильмов по проведению экспериментов на лабораторных животных, презентаций лекций с использованием мультимедийного проектора (доц. Рыспекова Н.Н., доц. Касенов Б.Ж.), разработке компьютерных обучающих программ (доц. Ш.С. Карынбаев, доц. Н.Н. Рыспекова). Доцент Карынбаев Ш.С. много внимания уделяет профессиональной подготовке молодых специалистов.
С 2005 по 2007г. кафедрой руководила ученица профессора А.Н. Нурмухамбетова, доктор медицинских наук Ударцева Татьяна Павловна, высококвалифицированный патофизиолог, опытный педагог и лектор. Научные исследования профессора Т.П. Ударцевой посвящены проблемам экологической патофизиологии. Ею опубликовано около 100 научных и учебно-методических работ, в том числе, монография «Механизмы адаптации к совместному воздействию свинца и ограничения движений». Под ее руководством защищены две кандидатские диссертации (Жуйко Н.В. Дуйсенеева Ж.М.). В этот период была проведена большая работа по совершенствованию учебно-методического процесса, подготовке типовой программы по интегрированному обучению и учебных комплексов дисциплины, а также улучшению материально-технической базы кафедры. Большое внимание уделялось подготовке молодых специалистов-патофизиологов. Была организована «школа молодого патофизиолога» и теоретический семинар.
С 2013 года кафедрой руководит д.м.н., профессор РАЕ Балабекова Марина Казыбаевна.
М.К. Балабекова выполняет организационную работу в качестве председателя КОП ШОМ-1 (2020-2022 гг.), в настоящее время в качестве зам.председателя КОП ШОМ, руководителя РГ по ОП при КОП ШОМ, члена Ученого совета, члена Совета ШОМ-1, члена научного комитета, члена ред.коллегии журнала «Вестник КазНМУ», эксперта образовательных программ ЕСУВО МНВО РК.
Активно занимается научной работой в области экологической патофизиологии, механизмов антистарения и молекулярной биологии. Участвует в НТП по темам: «Прогностическая роль опухолевого микроокружения в направленном манипулировании компонентами иммунной системы в течении острой пневмонии и разработка новых способов патогенетической коррекции» (2023-2025, ВВГ), «Механизмы нарушения регуляции воспаления под влиянием химических экотоксикантов и новые способы их патогенетической коррекции» (2022-2024, МНВО РК), имеет более 100 научных работ. М.К. Балабекова активно привлекает студентов к научно-исследовательской работе, является руководителем студенческих работ, которые занимали призовые места на конкурсах студенческих работ КазНМУ и на международных научно-практических конференциях (г. Киров, 2012, 2013). Является научным руководителем магистерских диссертаций.
За успехи в учебно-методической и научно-исследовательской работе награждена: бронзовой и золотой медалями КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова; медалью за вклад в развитие здравоохранения МЗ РК; почетными грамотами МЗ РК, МНиВО РК, КазНМУ; серебряной медалью им. В.И. Вернадского, имеет звание РАЕ «Заслуженный работник науки и образования».
Современная кафедра патологической физиологии КазНМУ остается одной из ведущих в университете по уровню организации учебного процесса. Первостепенное значение на кафедре уделяется подготовке молодых специалистов с высоким уровнем знаний, способных быстро и эффективно реагировать на современные достижения медицинской науки, владеющих широким спектром клинического мышления, готовых внедрять технологии и инновации в практическое здравоохранение. С этой целью постоянно ведется работа над созданием современных учебно-методических материалов.
Коллективом кафедры систематически пополняется и обновляется банк мультимедийных презентаций лекций и занятий, с 2012 г. в методические рекомендации для студентов был введен глоссарий терминов и определений на трех языках, что позволило кафедре, в определенной мере, реализовать программу трехязычного обучения. На кафедре осуществляется работа по внедрению инновационных технологий, являющихся требованием современности: кейс-стади, ролевые игры, имитирующие тот или иной патологический процесс, работа с обучающими компьютерными программами, создание студентами видеофильмов по моделированию патологических процессов, просмотр и обсуждение заимствованных из интернета видеороликов по теме занятия и др.