Schon 1912 plante Baumeister Karl Siebold den Bau eines modernen Laboratoriums in unmittelbarer Nachbarschaft der Leichenkapelle und ihres Sezierraums. Der 1910 nach Bethel berufene pathologische Anatom Dr. Walter Steinbiss hatte bis dahin in einem Anbau des Kinderheimes unter völlig unzureichenden Bedingungen arbeiten müssen. Steinbiss klagte, das bei den Sektionen verstorbener Patienten der Betheler Anstalten gewonnene histologische Material müsse „ungenützt weggegeben werden“, weil keine Räumlichkeiten vorhanden seien, um eine Sammlung von Gehirnpräparaten anzulegen. Solche Sammlungen hätten aber „nicht nur den Wert wunderlicher Raritätenkabinette“, sondern seien von größtem wissenschaftlichem Interesse. Auch die Serologie und Bakteriologie müssten ausgebaut werden. Angesichts der „Eigenartigkeit unseres großen Epileptikermaterials […], wie es kaum an einem anderen Orte der Welt zusammengetragen ist“, sei die wissenschaftliche Auswertung geradezu eine Pflicht.

Steinbiss’ Position in den Anstalten war jedoch prekär, weil er sich als Befürworter der „Euthanasie“ zu erkennen gegeben hatte. Der Laboratoriumsbau kam nicht voran, und Steinbiss wurde, nachdem das Labor in den Kriegs- und Nachkriegsjahren ein Schattendasein geführt hatte, aus dem Anstaltsdienst gedrängt, das Labor der Anstalt Bethel vorübergehend geschlossen. Dagegen gewann das Labor im Krankenhaus Gilead immer mehr an Gewicht. „Gerade wenn man mit Recht verlangt, dass der Arzt gegenüber dem Laboratorium das Krankenbett nicht vernachlässigen soll, ist es unbedingt notwendig, dass er seine Arbeit am Krankenbett auf eine tadellose Arbeit im Laboratorium stützen kann“, betonte Chefarzt Richard Wilmanns. Nachdrücklich plädierte er für ein Zentrallabor der v. Bodelschwinghschen Stiftungen, auch als Voraussetzung für die Gründung einer Laborantinnenschule. Dieses Mal gelang der Vorstoß. 1931 wurde das Waldlabor auf dem Zionsberg erbaut. Dort etablierten sich das ‚Bakteriologisch-Serologische Institut‘, die ‚Pathologie‘ und die ‚Neuropathologie‘.