神经外科是解决人体最复杂的器官大脑和脊髓疾病的学科，其主要研究治疗范围包括大脑和脊髓肿瘤、血管畸形、各种神经系统功能性疾病、精神病、药物性成瘾行为、颅脑外伤、脊柱脊髓外伤、脊柱退行性病变等。
神经外科在我国发展迅速，近20年经历了肉眼时代、显微时代、微创时代。各种传统治疗理念正发生巨大改变，从过去脑外科手术后严重的功能障碍，到目前手术零损伤理念的提出，见证着神经外科沧海桑田的变化。
广东省第二人民医院神经外科是采用外科手术技术治疗脑和脊髓疾病的专业学科，在学科建设方面，成功地铸造了颅神经疾病外科手术品牌，并以此优势为龙头，逐步形成了癫痫外科、小儿神经外科、颅底外科和神经介入等优势亚学科群体。目前科室拥有床位60张（含重症监护病房），专科医师8名，其中主任医师2名、副主任医师1名，博士2名，硕士5名。常年承办国家级继续教育项目《颅神经疾病外科和术中神经生理监测》研讨会，接收进修、专科医师培训，已培养毕业硕士研究生8名。获国家及省级科研基金资助11项，获省级科研成果1项，发表SCI论文3篇。
神经外科在张勇主任的带领下，经过近10年的不懈努力，紧跟世界神经外科迅猛发展的步伐，取得较大规模的发展，可独立完成各种高难度脑、脊柱外科手术及复杂的血管内治疗，手术效果达到广州顶级水平。
显微神经外科是神经外科的优势，现有德国ZEISS的Pentero系列神经外科显微镜，美国Medtronic高速气动开颅系统、美国Cadwell32导术中神经电生理监测仪、脑自动牵开器、飞利浦DSA、美国OWL射频治疗仪、CRW立体定向头架等一系列先进手术设备，可以满足各种复杂神经外科手术，如岩斜脑膜瘤，三脑室前、中、后肿瘤，复杂动脉瘤夹闭，动静脉畸形切除术，前、中、后颅凹肿瘤，高位颈肿瘤，颈椎前入路椎间盘减压植骨融合术以及脑血管病的血管内介入治疗等。同时，术中普遍开展神经电生理监测，为脆弱的神经组织保驾护航。
近年来，在张勇主任的带领下，科室致力于功能神经外科的发展，特别是三叉神经痛、面肌痉挛、以及舌咽神经痛等颅神经疾病的外科治疗达到了国内领先水平。每年均有数百例省内外包括港澳地区的颅神经疾病患者在该科享受到了高效、精湛、温馨的医疗服务。从网上预约、住院手术到术后随诊咨询，无不精心策划，用心服务。同时，还确诊及治愈了3例临床罕见的中间神经痛患者。目前，颅神经疾病的手术有效率接近98%，并发症发生率低于2%，获得了患者、同行的一致好评。在科研上，该科也致力于三叉神经的解剖及电生理研究，力争在三叉神经痛病因的研究上能有进一步突破。
另一方面，神经外科脑血管病资深专家孙晓辉主任医师带领的团队，擅长在脑血管病方面，如脑动脉瘤，脑血管畸形(AVM),烟雾病（Moyamoya），急性脑卒中的血管内神经介入治疗以及显微神经外科治疗。尤其在破裂的脑动脉瘤微创血管内介入栓塞，巨大、复杂的脑血管畸形Onyx胶介入栓塞，急性脑卒中血管内梗塞支架再通等具有成熟的技术和丰富的诊治经验，治疗成功率达95%以上。
诊疗范围该科诊疗范围包括大脑和脊髓肿瘤、脑动脉瘤、动静脉畸形、烟雾病、高血压脑出血；三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛、难治性癫痫、震颤麻痹、扭转痉挛、和精神病的外科治疗、脑内不明病灶的立体定向活检术、各种顽固性疼痛的外科治疗；颅脑损伤；椎间盘突出、脊柱脊髓外伤；神经功能缺损的康复治疗等。
开展手术目前神经外科可以完成各种高难度脑、脊柱脊髓手术。包括：
1、应用显微外科手术技术和先进的设备，对颅内各部位肿瘤显微手术切除，如：垂体腺瘤、颅内静脉窦旁脑膜瘤、听神经瘤、颅咽管瘤、丘脑肿瘤、三脑室肿瘤、小脑肿瘤、脑干肿瘤、颅底复杂巨大肿瘤等，其中垂体腺瘤直接经蝶窦手术，创伤小、效果好、费用低，手术当天就可下床、进食。
2、近年来积极开展立体定向功能神经外科，三叉神经、面神经、舌咽神经的微血管减压术、三叉神经半月节射频热凝术、在脑深部电刺激（DBS治疗帕金森病和特发性震颤，，难治性癫痫的手术治疗，难治性精神病，如躁狂症、强迫症、抑郁症、恐惧症等手术取得良好的效果。
3、利用当前世界最先进的微导管和数字减影技术，开展了颅内动脉瘤、动静脉畸形等出血性疾病的栓塞治疗，颅内外动脉狭窄支架扩张等缺血性疾病的血管内介入治疗。
4、针对高血压脑出血、外伤性颅内血肿及婴幼儿颅内血肿的重危病人，自1997年来，在华南地区率先开展了“国内首创，国际领先”的《颅内血肿微创清除技术》（又称脑微创术），不用全麻，不用手术刀，用特殊的器械，高科技手术方法清除颅内血肿，取得了丰富的临床经验，先后向全国30省巿，7000多家医院介绍和推广了该院的经验，多次在人民日报、健康报及多家报纸进行了报道，2次在中央一台作了专题新闻报道。
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