第一医学中心神经外科医学部于2020年4月正式挂牌成立。现有高职专家88名，专业技术人员618人。下设颅脑创伤外科、神经肿瘤外科、脑血管病外科、脊髓脊柱外科、功能神经外科和重症医学科共6个亚专科和神经外科医学部研究所，是国家临床重点专科、全军神经外科研究所，全军规模最大、国内著名的神经外科中心，拥有亚洲首台立体定向放射外科设备Zap-X等一系列先进设备，平均年手术量近2万台次。完成国际首例5G远程手术及遥操作立体定向手术，"烟雾病"研究处国际先进水平。国内率先开展深低温停循环处理颅内复杂动脉瘤、颈动脉内膜切除术、多模态影像引导下的脑重要功能区手术、磁波刀治疗帕金森病等；率先发现国人自发性寰枢椎脱位的病因，开展了经口齿状突前路减压、后路椎体融合固定等系列创新。承担国家科技支撑项目、"863"计划、"973"计划、国家自然科学基金、军队重大重点项目、省部级基金等各类科研项目200余项。获国家科技进步一等奖2项、军队科技进步一等奖6项，国家、军队及省部级二等奖30余项。