解放军总医院神经外科成立于1962年，1978年被确定为全军中心并被批准为硕士学位授予点，1982年为博士点，1996年为博士后流动站并成立总医院神经病学研究所。2005年申报通过全军神经外科研究所。40余年来，经过段国升、张纪、周定标教授等三代人的努力，已经发展成为学科特色显著，专业人才荟萃，整体实力雄厚，在军内国内神经外科界享有很高声誉的专科中心。
     神经外科编制床位80张，每年救治患者1500人，手术1400例次。分普通病区（2个）、干部病区、专科门诊及在国内首先成立的重症监护室（ICU）、介入神经放射室和X刀治疗室。2006年床位将增加至120张。现有主任医师、教授8名，副主任医师、副教授8名；博士生导师6名，硕士生导师4名。所有医师均接受过研究生教育，且大多在欧美、日本学习工作过。
     医疗特色：颅底和脑深部肿瘤的手术治疗、缺血性脑血管病的外科治疗、脊髓内肿瘤的手术切除、颅内巨大动脉瘤的手术处理、颈椎病的手术治疗、颅颈交界区畸形的手术治疗、经蝶窦切除垂体腺瘤、神经介入血管内治疗等，是我科的优势，处国内领先地位。

       科室拥有各种先进的诊疗设备，除共用的CT（6台）、MRI（3台）、DSA（6台）、SPECT、PET外，还有专用的X刀、CUSA、术中导航系统和监测系统、内镜、立体定向系统、激光、最先进的手术显微镜和全套显微手术器械等。近期有望引进术中磁共振。

       获国家科技进步奖2项；军队技术进步一等奖1项、二等奖11项；三等奖25项；医疗成果一等奖1项、三等奖 8项。