北京军区总医院神经外科专业始建于1958年，1978年正式独立建科，编制床位40张，有完善的ICU病房和层流手术间。年手术量400余台。医护队伍技术精湛、训练有素。其中主任医师6名、副主任医师6名、博士生4名、硕士生6名，本科生2名。
目前开展的业务为脑、脊髓疾病中肿瘤、血管病、先天性畸形的外科治疗,癫痫病的手术治疗，颅脑损伤的救治，功能性神经外科，神经放射介入技术,自身骨髓干细胞移植，以及脑肿瘤的放、化疗等业务。在巨大脑瘤切除、环枕畸形、脊髓空洞症、脊髓髓内肿瘤手术切除，颅内动脉瘤、动静脉畸形、高血压脑出血的微创手术和脑干损伤等治疗方面有独到之处。该科一直为北京军区神经外科专业医疗、教学及科研的龙头单位，亦是医院的重点科室之一。多年来完成了脊髓空洞、Arnold-Chiari畸形、高血压脑出血的外科治疗等十几项科研课题，分获军队科技进步三等奖。脊髓AV瘘的介入治疗获军内科技进步二等奖。目前还承担国家自然科学基金、北京市和北京军区3项科研课题的研究工作。临床研究的重点是：颅底外科、神经放射介入技术、脑立体定向技术、自身骨髓干细胞移植治疗脑脊髓损害性疾病的研究及癫痫的外科治疗等。
神经外科基本设施
大型X光机、核磁共振、螺旋CT、ECT、数字减影、直线加速器、X-刀、立体定向仪、大型进口显微镜和手术配套的电凝、电动、气动开颅系统以及监护仪、电子降温等先进设备。近期又引进一台高精度的术前、术中定位系统（癫痫刀）等。