Диагностическая лаборатория состоит из 4-х подразделений: отделение иммуноферментного анализа, отделения иммунологии, клинико-биохимического отделение и ПЦР отделение. Диагностической лабораторией проводится первичная и диагностика ВИЧ-инфекции, гепатитов В и С, сифилиса и других СПИД- ассоциированных заболеваний, лабораторные анализы при диспансеризации и лечении ВИЧ-инфицированных пациентов и больных СПИДом;проведение серологического этапа дозорного эпидемиологического надзора, организацией системы контроля качества проводимых лабораторных исследований, архивирование положительных образцов сывороток крови. Исследования проводимые в лаборатории ОЦ СПИД анализируется в электронной системе (LIS-k lab), каждая проба штрих кодируется, выдача результатов происходит в электронном формате.
Лаборатория оснащена современным оборудованием для ИФА/ИХЛА диагностики ВИЧ-инфекции, гепатитов В и С и оппортунистических заболеваний, проточным цитометром для определения иммунограммы у пациентов, фотоэлектрокалориметром, микроскопом, автоматическими аппаратами для биохимических и гематологических исследования. В ПЦР отделение проводятся исследования по определению вирусной нагрузки, инфекции передающиеся половым путем (ИППП), качественное определение гепатитов. В связи с пандемией лаборатория ОЦ СПИД с ноября 2020 года проводит исследования на COVID-19.