神经外科始建于1956年，是新中国建立的第一批神经外科，也是广东省内最早建成的三大专科中心之一。2011年获评第一批广东省临床重点专科，是华南理工大学、广东医科大学和广州医科大学研究生培养单位，国家高级卒中中心，国家神经调控学会理事单位，国家卫健委脑出血外科诊疗基地。2014年获批国家药物临床基地。2020年在国内率先建成脑血管病虚拟技术实验室，率先研发出多波长脑内源光信号成像系统，承担国内外大样本临床研究和国家自然科学基金课题多项。多次入选广东省最强科室推荐名单。

神经外科辖总院、南沙分院共三个病区90张床位，多位专家在国家级和省级学术组织担任主委或副主委等重要职务。神经外科设备精良。拥有先进的DSA杂交手术室，引进美敦力术中导航系统、蔡司Pentero手术显微镜、超声吸引刀、接触式激光刀、高性能CADWELL神经电理监测仪、高速微磨钻、神经内窥镜，医院为专科配套国内首台SOMATOMNew Force双源CT、华南地区首台Elition3.0T磁共振机、多台高性能DSA机等，常规开展术中导航和神经电生理监测等项目，保证手术更安全可靠。

神经外科经过八代科主任传承，团队专业素质过硬，能开展各种高难度手术，如唤醒状态下电生理监测-神经导航脑功能区病变切除、颈动脉慢性闭塞复合开通、颅内外血管搭桥、颈动脉内膜切除、帕金森病DBS手术、锁孔手术切除肿瘤及脑干出血微创手术等。

神经外科下设脑血管病、脑肿瘤、神经创伤与重症、功能神经外科、神经脊柱疾病五个亚专科，具体情况如下：

1. 脑血管病亚专科：1963年，开展高血压脑出血穿刺抽吸术、脑动脉瘤直接结扎术。1982年，开展颞肌-大脑皮层血管延长术治疗缺血性疾病。1987年，开展大型脑血管畸形（AVM）手术切除。1992年，开展脑功能区AVM手术切除术。2003年，开展颈动脉狭窄内膜切除术。2013年，开展烟雾病颅内外血管搭桥术。2014年，开展导航-术中电生理-有创颅内压监测下颅内复杂位置肿瘤、动脉瘤手术。2015年，开展包括宽颈动脉瘤支架或球囊辅助弹簧圈栓塞术、或多重支架栓塞术；颅内静脉窦血栓机械碎栓加接触性溶栓，或颅内静脉窦血栓取栓器机械取栓术，功能区大型动静脉畸形Onyx胶栓塞术。2020年，开展复杂脑血管闭塞复合开通手术。

2. 脑肿瘤亚专科：1989年，开始应用神经外科手术显微镜下颅内肿瘤切除术。2010年，在国内率先提出弥散张量白质纤维束成像（DTI）引导下行脑干肿瘤切除术。2015年，开展术中唤醒联合神经导航及电生理监测下功能区血管病变切除手术。目前能开展一系列高难度、高风险手术。如：翼点入路鞍区肿瘤切除术（颅咽管瘤、巨大垂体瘤、鞍区脑膜瘤等），巨大型小脑桥脑角肿瘤全切除、斜坡肿瘤、侵犯中或后颅窝内巨大肿瘤切除术、脑干胶质瘤、血管瘤切除术、脑室肿瘤切除术等。

3. 神经创伤与重症亚专科：2004年，推动高血压脑出血方体定向微创手术，在全国各地开办新技术培训班数十场，培训5000人以上。主办了十届广州脑出血高峰论坛及脑出血微创救治新技术培训班。2011年。成立“脑出血微创救治中心”。

4. 功能神经外科亚专科：1980年，开展经皮穿刺射频热凝治疗三叉神经痛，是全国最早开展此项技术的单位之一，曾获多项省、市科研成果奖。同期开展立体定向手术，治疗帕金森氏病，扭转痉挛等锥体外系疾病。1997年，开展皮层脑电图在癫痫手术中的应用，三叉神经痛、面肌痉挛的微血管减压术等，效果良好。2016年，开展神经导航辅助下帕金森病DBS手术。