Правильно: заведующий отделом.
Правильно: заведующая отделом такая-то. Но: заведующим отделом назначена такая-то. Допустимо: она работает заведующим.
Правильно: заведующему отделом.
Верно: согласно приложению, заведующий отделом.
Верно: заведующая отделом.
Корректно: заведующая отделом искусства.
Если речь идет об отделе как структурном подразделении лаборатории, то правилен первый вариант: заведующий отделом лаборатории.
Корректно: Заведующий отделом кандидат философских наук, заслуженный работник республики...
См. вопрос 282774.