原解放军总医院神经内科创建于20世纪50年代。2020年6月，解放军总医院神经内科医学部正式挂牌成立，是汇集第一医学中心，第三至第八医学中心神经内科的综合性研究型临床医学部。设置神经内科、神经介入科、重症医学科和研究所4个亚专科，形成了以脑功能障碍、神经肌肉病、脑血管病、神经系统感染与免疫、神经系统变性病、神经肿瘤、脊髓脊柱疾病及神经中毒等为代表的14个优势专业方向，多数处于国内领先、国际一流水平。现有高职专家82名，专业技术人员近400人。是亚洲唯一国际头痛中心、北京市唯一授权神经肌肉病会诊中心(全国最早开展的神经系统疑难病会诊中心)、卫计委脑卒中筛查与防治基地、血栓防治示范基地、渐冻人救助服务示范基地，全军神经疾病中心及癫痫中心。