Laboratorium RSUD Dr. Soeroto melakukan tugas pokoknya yaitu melakukan kegiatan penunjang medis berupa pemeriksaan laboratorium kepada pasien.
Dokter yang bertugas di laboratorium adalah :
Dr. Rosyid Anwari, Sp.PK
Dr. Ina Parastuti, Sp.PA
Dr. Muhammad Amin, MKed. Klin, Sp. MK
Laboratorium di RSUD Dr. Soeroto melayani 3 jenis bagian utama yaitu patologi klinik, patologi anatomi, dan mikrobiologi klinik.
Patologi Klinik
Melayani pemeriksaan pasien untuk mendiagnosis penyakit melalui analisis laboratorium seperti darah, urin, cairan tubuh, dan sampel jaringan tubuh pasien.
Alat pemeriksa gas darah 
Alat pemeriksa gula darah 
Alat pengukur hormon 
Alat pemeriksa urine 
Chemistry analyzer 
Coagulation analyzer 
Hematology analyzer 
Immunology analyzer
Patologi Anatomi
Melayani pemeriksaan pasien untuk mendiagnosis penyakit melalui analisis laboratorium melalui pemeriksaan mikroskopik, pemeriksaan kasar, dan pemeriksaan molekuler atas sel, organ, dan jaringan.
Centrifuge 
Hotplate 
Tissue parafin dispenser dan coolplate 
Tissue-parafin-rotary-microtome
Tissue processor 
Tissue water bath
Mikrobiologi
Memiliki fungsi sebagai laboratorium penelitian dalam bidang mikroorganisme.
Alat pendeteksi mikroba 3D 
Microbial-analyzer 
Molecular-diagnostic-system
Laboratorium RSUD Dr. Soeroto melayani pasien selama 24 jam. Layanan-layanan yang disediakan antara lain: pemeriksaan darah (hematologi), pemeriksaan urine lengkap, pemeriksaan gula darah, pemeriksaan faal hati dan ginjal, pemeriksaan lemak, dan pemeriksaan serologi.
Tarif pemeriksaan bervariasi sesuai dengan jenis pemeriksaan.