神经外科创建于上世纪70年代初期，现设立床位94张，为国内神经外科分支学科发展最为齐全、最具活力的科室之一，同时涌现造就出一批中青年专家型技术人才和优质的护理团队。年门诊约7000人次，急诊约800人次，住院1500人次，年手术量1000台次左右，其中III~IV类手术占80%左右，择期手术约占90%。近十多年来，科室及时更新理念，紧跟国内外微创神经外科发展趋势，积极引进先进技术，努力发展和创建当代先进的分支学科，科室不断开拓进取，得到迅猛发展。全面开展和临床应用显微神经外科技术、神经导航技术、立体定向和功能神经外科技术、神经介入技术和神经内窥镜技术。尤其在脑肿瘤手术的神经功能保护、脑动脉瘤手术夹闭和介入栓塞、颅底肿瘤的手术技能和入路开发、难治性癫痫外科治疗、颅神经疾病微血管减压手术、脊柱脊髓外科、烟雾病外科治疗、帕金森病DBS治疗、儿童脑瘫外科治疗等方面应用和研究取得突破性进展，处国内先进水平。

科研和临床相结合推进了学科可持续发展。科室坚持临床和基础研究相结合的科研方向，先后获省、市、局科研课题立项30余项，获省、市、厅、局科技进步奖和新技术引进奖28项，公开发表各类学术论文200余篇。参与癫痫外科学、临床神经外科学、微侵袭神经外科学、实用立体定向与功能神经外科学、胶质瘤、颅脑伽玛刀治疗学等九部专著的编写工作，造就了一批享受国务院政府特殊津贴、国家和省突出贡献中青年专家及南京市行业学科带头人等。

自1996年始，受卫生厅委托，举办立体定向与功能神经外科进修班，全面推广该科先进技术与科研成果，先后接受国内70余所医院100余人次专业医师进修，为推动神经外科各分支学科发展做出了重要贡献。认真做好临床硕士生培养和南医大教学工作，提高了高级教师的教学能力。加强人才培养和梯队建设，先后选派多人次赴美国、澳大利亚、加拿大、日本、欧洲和韩国进修和考察以及参加上海、北京、广州等各类专项技术培训班和卫生部神经外科学院高级进修班学习，由此推进及时了解国内外神经外科发展动态，促进先进技术的引进和学科发展。主办的《临床神经外科杂志》1999年创刊，为中国科技论文统计源期刊、中国科技核心期刊，为国内神经外科发展和交流建立良好平台。与国内湖南脑科医院、安徽太和中医院、浦口医院、泗洪分金亭医院建立了联合科室或技术培训和指导工作的良好业务往来，其内容包括培训专科医师和指导帮助开展新技术等。

神经外科先后被评为南京市神经外科重点专科、江苏省神经外科重点专科，卫生部临床专科医师培训基地，南京医科大学外科学（神经外科）博士、硕士学位授予点。