В отделе вирусологии и молекулярных исследований проводятся исследования классическими методами, без которых постановка окончательного диагноза была бы невозможна: световая и люминесцентная микроскопии, биологическая проба на чувствительных биологических объектах: мышах, морских свинках, кроликах и куриных эмбрионах, гистологические исследования, серологические РТГА, РНГА, РГА, а также современными методами ПЦР, ПЦР - реалтайм, ПЦР - секвенирование, ИФА.
Специалистами отдела проводятся испытания на такие особо опасные инфекции, как бешенство, хламидиоз, орнитоз, ньюкаслская болезнь, грипп и другие.
Вместе с тем в отделе диагностируют АЧС, КЧС, проводят испытания на наличие ГМИ в кормах и продуктах питания, ГМО в семенах и посадочном материале, зерне и др.
В отделе осуществляются исследования болезней животных и птиц, составляющие значительную часть в общем объеме работы лаборатории.
Именно отдел вирусологии, ПЦР и ИФА включает в себя подразделение патоморфологии, где проводится работа по вскрытию трупов животных, отбор патологического материала и гистологические исследования: микроскопия тонких срезов, подготовленных и окрашенных специальным образом патологически измененных тканей (на лейкозы животных, болезнь Марека, туберкулез, новообразования и др.).