Патологічна анатомія в 20 столітті зазнала вплив експериментально-фізіологічного напряму. На відміну від органолокалистического напряму, що панував на Заході, в Росії отримало розвиток напрямок нозологическое і функціональний, що розглядає хворий організм в цілому.
Ініціаторами цього спрямування з'явилися представники московської школи патологоанатомів - А. В. Абрикосів (1875 - 1955), М. А. Скворцов (1876-1963), В. Т. Талалаєв (1886-1947), В. В. Давидовський та ін. Ця ж школа патологоанатомів початку 1927 р. систематично проводити порівняння клінічних і патологоанатомічних діагнозів і обговорювати їх спільно з лікуючими лікарями на клініко-анатомічних конференціях. Надалі конференції були узаконені для всіх лікарень СРСР; вони підвищили роль прозектуры в діагностиці і стимулювали наукову розробку лікарняного матеріалу, зміцнивши клініко-анатомічний напрям.
Патологоанатомічні школи, представлені Н. Н. Аничковым (1885-1964), С. С. Вайлем та ін., проводили систематичне вивчення серцево-судинної патології, ретикулоендотеліальної системи, інфекційних хвороб на секційному матеріалі і шляхом створення експериментальних моделей. Вивчення патологічних змін при інфекційних хворобах присвячені праці І. в. Давидовського. В. Т. Талалаєв вивчив гістогенез ревматичної гранульоми (гранульома Ашоффа - Талалаєва) і створив першу клініко-анатомічну класифікацію ревматизму. М. А. Скворцов Д. Д. Лохів (1892-1958) заклали основи патологічної анатомії хвороб дитячого віку.
А. В. Русаков (1885-1953) з співр. працював в області кісткової патології. А. В. Абрикосів, В. Р. Штефко, А. В. Струков, A. Н. Чистович та інші внесли значний внесок у розробку патологічної анатомії туберкульозу. Н. А. Краєвський спільно з клініцистом X. X. Владосом запропонував класифікацію лейкозів. Розроблялися нові глави патології - патологічна анатомія бойової травми та променевої хвороби, були здійснені цінні дослідження з крайової патології.
За кордоном Л. Ашофф (Німеччина), виходячи з досліджень В. І. Мечникова
B. К. Высоковича, створив вчення про ретикулоендотеліальної системи, першим описав інфекційну гранульому при ревматизмі, яка отримала його ім'я.
Центральною проблемою загальної патології, перейменованої в СРСР в патологічну фізіологію (1925), була проблема реактивності. Ідеї В. І. Мечникова отримали найбільший розвиток у школі А. А. Богомольця (1881-1946), який створив вчення про роль сполучної тканини в реактивності організму, про цитотоксинах, про старіння та продовження життя. Останнім розвинулося в окрему наукову дисципліну - геронтологию і гериатрию (див.).
Створені в СРСР Е. С. Лондоном (1868 - 1939) методи ангиостомии і органостомии дозволили вивчати обмін речовин без порушення нейрогуморальної регуляції я поклали початок ангиохимии. Школа А. В. Репрева (1853-1930) досліджувала роль ендокринних та гуморальних факторів в патології. С. С. Халатів (1884-1951), Н. Н. Анічков і їх учні створили вчення про патології холестеринового обміну. Школа А. Д. Сперанського (1888-1961) висунула теорію про роль нейродистрофічних процесів в патології. Представниками школи І. П. Павлова (М. К. Петрова, П. С. Купалов, А. О. Долин та ін) створено новий розділ патофізіології - патофізіологія вищої нервової діяльності, вчення про експериментальних неврозах. Інтенсивно розроблялися проблеми кисневого голодування, запалення, лихоманки, шоку, патофізіології серцево-судинної системи. Вивчено патогенна дія факторів зовнішнього середовища (електротравми, іонізуючі випромінювання, знижений і підвищений атмосферний тиск і ін).
