Однако в середине XIX в., когда получившие развитие клеточная теория строения организмов и физиология стали важнейшими исходными позициями для изучения патологических процессов, концепция о болезненном процессе К. Рокитанского не во всем соответствовала духу времени, а учением о кразах идискразиях открывала путь для спекулятивных суждений в области патологической анатомии. Новый импульс к совершенствованию патологической анатомии был дан учеником И. Мюллера Р. Вирховом (1821-1902), располагавшим огромным исследовательским материалом в этой области. Он применил в своих исследованиях микроскопический метод, который считал непременным условием всякого патологоанатомического изучения. Он рассматривал болезненные изменения и их превращения в клетках как основу для уяснения болезненных процессов. Это позволило поставить вопрос об изучении картины болезни на строго объективной основе.
Центральным пунктом его учения явилась общеизвестная теория клеточной (целлюлярной) патологии, рассматривающая все патологические процессы только в клетке. Первоначально свою концепцию Р. Вирхов изложил в 1855 г. в статье «Целлюлярная патология», а в 1858 г. – в изданных лекциях «Целлюлярная патология, основанная на физиологическом и патологическом учении о тканях». В этих работах Р. Вирхов обосновывал вывод о том, что клетка является первоосновой всех жизненных явлений. «Жизнь организма, – утверждал Р. Вихров, – есть не что иное, как сумма жизней отдельных клеток, которые соединены в нем. Местом, где разыгрываются патологические процессы, служат сами клетки и примыкающие к ним территории». Болезненный процесс он представлял как деятельность клеток при ненормальных условиях.
Р. Вирхов, исходя из своих локалистических воззрений, не признавал интеграционной роли нервной системы. Он писал: «Многочисленные роды нервной деятельности, зависящие от нервной системы, только в нашем сознании приводятся к единству; существование анатомического или физиологического единства не доказано, по крайней мере до настоящего времени». Он откровенно выступил против дарвиновской эволюционной теории, считая, что ее содержание ведет к «опасному» социализму.
Теория целлюлярной патологии Р. Вирхова имела сложную судьбу. В своей основе покоящаяся на точных экспериментальных исследованиях и рассматривающая физиологические и патологические процессы в материальном субстрате организма (в клетках, тканях, органах), она сыграла прогрессивную роль в развитии медицины, которую вывела из сферы гаданий, спекулятивных суждений и умозрительных теорий в сферу опыта и объективного научного анализа. Автор этой теории осуществил классификацию и предложил новую терминологию основных патологических состояний, провел огромную аналитическую работу по изучению ряда нозологических форм (мутное набухание, амилоидоз, лейкоз, жировое перерождение, эмболия, тромбоз, воспаление и др.). Вместе с тем теория Р. Вирхова уже в период становления несла в себе зародыш тех позиций, которые позднее пришли в явное противоречие с новыми данными о жизнедеятельности организма и патологических процессах в нем, достигнутыми в результате развития микробиологии, физиологии высшей нервной деятельности, эндокринологии, биологической химии, в связи с новым импульсом в учении о роли крови и т. п. Эти отрицательные стороны целлюлярной патологии усилили его ученики, в частности Э. Клебс, Ф. Рикленгаузен и многие другие, а также его последователи во многих странах.
Ограниченность и односторонность крайней позиции теории Р. Вирхова многие ученые видели с самого начала ее появления. Русский анатом Е. Ф. Аристов в 1859 г. отверг универсальное значение локалистического принципа этой теории. На примере цинги он показал несостоятельность тезиса «об исходной точке» всякой болезни. Пророческим оказался последний тезис докторской диссертации выдающегося русского физиолога И. М. Сеченова, выдвинутый в 1860 г.: «