Диспансерът е основан през месец септември 1951 г. с персонал от трима лекари.
През 1954 г. се премества в самостоятелна сграда, състояща се от три стаи и обслужва 4000 болни от бившите Варненски и Толбухински окръзи.

Диспансерът е кръстен на д-р Марко Антонов Марков, който е утвърден специалист в областта на гинекологичната онкология. Той има над 60 научни труда, от които над 15 в чужди списания. Той е член на Съюза на научните работници в България и първи български член на Международната академия по цитология със седалище - Канада. През 1961 година д-р Марков заема поста главен лекар на Онкологичен диспансер – Варна.

През 1969 г. диспансерът е преместен в нова сграда, като са разкрити 4 кабинета: хирургичен, вътрешен, гинекологичен и кожен.
Допълнително работят регистратура, клинична, цитологична лаборатории и оцветителна.
Персоналът нараства на 38 души.

От 1985 г. Поликлиничната база се установява в нова по-голяма сграда.

За периода 1951 - 2001 г. главни лекари на диспансера са били:

• Д-р Хаджолян
• Д-р Марко Антонов Марков
• Д-р Цеко Цеков
• Д-р Георги Дюлгеров
• Д-р Стоимен Стойчев

От 2001 г. - Д-р Господин Игнатов

Новата история на диспансера започва след 20.03.2003 г. Тогава, по предложение на Кмета на Община Варна и решение на Общински съвет Варна, МБДПЛР „Св. Иван Рилски” ЕООД – Аспарухово, Варна се вля в МДОЗС "д-р Марко Антонов Марков" ЕООД - Варна и заработиха като едно лечебно заведение. През 2003 година с помощта на Кмета на Община Варна – г-н Кирил Йорданов в двора на Диагностично консултативния блок – База І беше изграден Дом на Онкоболните.

Плановете и перспективите за развитие според ръководството, а и с подкрепата на целия състав на лечебното заведение, са онкологичният диспансер да се превърне във водещ онкологичен център за Североизточна България.