يعتبر قسم المختبر وبنك الدم بمستشفي الرفيع بمكة من أرقى المختبرات الطبية؛ حيث أنه مزوَّدٌ بأفضل المعدات والأجهزة الحديثة.
وتشمل الخدمات المخبرية:
1. قسم أمراض الدم والتخثر.
2. قسم الكيمياء السريرية.
3. الرحلان الكهربائي في الدم والسيروم.
4. قسم الفطريات والأحياء الدقيقة.
5. قسم الهرمونات وتحاليل الأورام.
6. قسم الأمصال والمناعة.
7. قسم التحاليل المجهرية.
8. قسم الخصوبة والعقم.
9. بنك الدم مع تحضير مكونات الدم.