神经外科于2011年获批为国家临床重点专科，设有脑血管外科、血管内介入、颅脑创伤、颅内肿瘤、小儿神经外科、功能神经外科及脊柱脊髓等专业学组，其中脑血管病的手术与介入系列治疗，颅内肿瘤的显微外科手术、放射治疗及药物化疗等综合治疗以及重型颅脑创伤的救治和亚低温脑保护等诊断与治疗技术已经形成特色并居国内先进水平。脑血管搭桥手术尤其在后循环搭桥手术、后循环高流量搭桥治疗巨大椎基底动脉瘤方面，在国内居于领先水平。出血性疾病及缺血性疾病的介入手术例数约占天津市介入总例数的60%，手术难度均位居国内领先行列。医院于2011年成立由神经外科、放射治疗科、医学影像及病理等多学科联合组成的胶质瘤诊疗中心。医院每年开展的胶质瘤手术例数约占全市手术量的60%以上。

　　神经内科的学科优势显著，设有脑血管病、癫痫及睡眠障碍、神经遗传变性病、神经心理和痴呆、神经免疫病、神经肌肉病、中枢系统感染性疾病、神经ICU等专业学组。脑血管病诊治专科优势突出，2004年组建中国较早的国际标准化卒中单元，至今已运行十年，累计卒中单元入库总人数近4万人。2014年全年我院共完成溶栓1606例，同时创造了单月162例，单日10例的溶栓记录，国内溶栓名列第一，而且已经做到了国际单中心溶栓例数第一，我院的静脉溶栓占缺血性脑卒中住院病人比例已经超过了10%。我院成立了痴呆诊疗中心，建立了痴呆患者数据库和组织库，截止到2014年底，我院痴呆患者数据库达到2500余例。我院的痴呆特色诊疗工作引起社会广泛影响，经中央电视台、天津电视台等多家媒体连续多次报道。

　　建院以来，共承担各级科研课题 154 项。其中，国家级及省部级科研课题36项，获得各级科研奖励 45 项，其中国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步奖 30 项。2014年获批国家科技支撑计划项目1项，国家自然科学基金1项，天津市科委应用基础研究项目2项，全国临床医药研究专项2项，天津市卫计委攻关项目5项，卫计委重点及面上课题6项，申报天津市填补空白6项。完成科研成果9项，其中3项达国内领先水平，1项达国内先进水平。撰写国际国内各级别论文共计181篇，其中SCI 23篇,中华类37篇，核心类65篇。医院拥有国家科技部核心期刊《中国现代神经疾病杂志》，目前被《荷兰医学文摘》、美国《化学文摘》、波兰《哥白尼索引》等国际著名医学检索数据库收录，影响因子达到0.71。

　　目前我院已成为国家卫计委卒中筛查与规范诊疗培训内科诊疗技术、介入诊疗技术、颈动脉内膜剥脱技术、超声诊断技术、影像诊断技术和科干预技术六大项目培训基地，2014年成功申报神经内科、神经外科、康复医学、放射专业四项国家级住院医师规范化培训基地。承担天津医科大学、天津中医药大学、天津医学高等专科学校、天津体育学院等高等院校的教学任务，是天津市高等院校教学基地之一。

　　医院拥有3.0T MRI、64排多螺旋CT、DSA及术中B超、电生理检查设备、神经导航系统、神经外科显微镜、脑肿瘤荧光显微镜及脑血管病荧光显微镜、6EX直线加速器立体定向放射治疗系统等先进的治疗设备。医院也是天津市唯一24小时全天候向患者开放MR检查服务的医疗机构，MR和CT每年接受检查患者超过80000人次，平均每月的CT检查患者占到天津市三甲医院的27%、MR检查患者占到天津市三甲医院的37%，服务人次均居全市各大医院之首。