Chụp mạch và can thiệp: Chụp mạch tạng, mạch não, mạch ngoại vi chẩn đoán. Nút mạch điều trị ung thư gan, điều trị U xơ tử cung, U gan vỡ, tăng sản lành tính tuyến tiền liệt, chảy máu mũi, ho ra máu… đốt sống cao tần ( RFA) điều trị u gan, đặt stent đường mật, sinh thiết gan, phổi, màng phổi, thận, dân lưu ổ dịch, áp xe ổ bụng, khoang màng phổi...
Thực hiện các xét nghiệm cho bệnh nhân nội trú và ngoại trú về : vi khuẩn, vi rút , ký sinh trùng , sinh học phân tử .
Khoa Hóa sinh thực hiện các xét nghiệm Hoá Sinh lâm sàng, Miễn dịch. Đảm đương toàn bộ tổ lấy bệnh phẩm cho bệnh nhân ngoại trú tại khoa khám bệnh.
Khoa Dinh dưỡng Bệnh viện đa khoa tỉnh Thanh Hóa được thành lập từ trước năm 1945 với tên gọi là Nhà ăn bệnh viện được giao cho nhà thầu sử dụng. Trải qua hai cuộc kháng chiến, đi cùng với bệnh viện, Khoa Dinh dưỡng phải di chuyển và sơ tán đi nhiều nơi. Đến tháng 7/1973 Bệnh viện được xây dựng lại và đi vào hoạt động tại vị trí hiện nay, khoa dinh dưỡng được tái thành lập.
Khoa Kiểm soát nhiễm khuẩn (tiền thân Khoa Chống nhiễm khuẩn) được thành lập tháng 4 năm 2001, từ sự kết hợp giữa bộ phận Hấp sấy tiệt khuẩn thuộc Khoa Phẫu thuật - Gây mê hồi sức và bộ phận Giặt là, vệ sinh ngoại cảnh thuộc phòng Hành chính quản trị.
Khoa Dược là khoa chuyên môn chịu sự lãnh đạo trực tiếp của Giám đốc bệnh viện. Khoa Dược có chức năng quản lý và tham mưu cho Giám đốc bệnh viện về toàn bộ công tác dược trong bệnh viện nhằm đảm bảo cung cấp đầy đủ, kịp thời thuốc có chất lượng và tư vấn, giám sát việc thực hiện sử dụng thuốc an toàn, hợp lý.
Khoa được trang bị các thiết bị, máy móc hiện đại để đáp ứng nhu cầu chẩn đoán chính xác, kịp thời: Máy cắt lạnh, máy Chuyển bệnh phẩm, máy Đúc ba buồng, máy Cắt bán tự động, Kính hiển vi Quang học có gắn Camera để có thể hội chẩn tiêu bản với các chuyên gia đầu ngành.
Khoa Thăm dò chức năng (Department of Functional Exploration ). Là khoa có sử dụng các thiết bị y tế để đánh giá hình thái, chức năng các cơ quan trong các cơ quan trong có thể như các thủ thuật nội soi tiêu hoá để chẩn đoán, điều trị, siêu âm bụng tổng quát, điện tim.
