解放军总医院神经外科成立于1969年，第一任科室主任是我国著名的神经外科专家段国升教授。1978年被确定为全军第一批中心之一，1986年成为博士学位学科授权点，1978年成为硕士学位学科授权点，1996年为博士后流动站并成立总医院神经病学研究所，2005年1月组建全军神经外科研究所。2007年全军神经外科研究所正式挂牌成立。 经过40余年的发展壮大，解放军总医院神经外科已经成为国内最著名的神经外科中心之一。目前科室拥有床位131张，包括23张专科ICU病床。同时具备全套先进的神经外科手术器械和设备，其中包括国内第一台高场强（1.5T）术中核磁共振系统以及赛博刀（Cyberknife）和r-刀放射外科治疗系统。科室现有神经外科医生30余人，各亚专科几乎涵盖现代神经外科疾病所涉及的领域，包括脑血管病、颅底肿瘤、脑胶质瘤、垂体瘤的外科治疗，神经介入、脊柱脊髓疾病、功能神经外科、癫痫外科、神经内镜和颅脑创伤的救治等。每年全科完成手术4,000余例。 近五年内，全科共累计获得各类课题资助600余万元。课题涉及脑肿瘤、中枢神经系统损伤和修复机制、脑肿瘤形成机制研究， 以及颅脑创伤和颅内动脉瘤等临床课题研究。教学工作成绩斐然，除正规研究生和住院医师培训外，每年有50余名来自全国各地研究生和进修医师在科室的各亚专科轮转受训，培养了大批的神经外科专业人才。