Заведующий кафедрой или заведующий кафедры
Правильно — «заведующий кафедрой». Слова «заведовать» и «заведующий» требуют творительного падежа: заведовать отделом, заведующий лабораторией.
Форма «заведующий кафедры» ошибочна. Родительный падеж возможен лишь в другом сочетании: сотрудники кафедры, но заведующий кафедрой.
Культура речи