湖南省脑科医院神经外科为湖南省重点临床专科，开放病床158张，设四个病室，四个治疗中心:即癫痫治疗中心、细胞刀治疗中心、精神外科治疗中心、颅脑外伤救治中心。现有神经外科专科医师28名，其中有主任医师4名、副主任医师6名，主治医师11名，博士3名，硕士11名。拥有三套进口和国产高精度立体定向仪、FHC微电极、leadpoint4通道导微电极、1.5T磁共振和螺旋CT、DSA、32～128导视频脑电图监测仪、蔡斯NC-4和S88手术显微镜、蛇牌手术动力系统、蛇牌脑室镜系统等设备。年出院2000余人次，手术1000台次。学科带头人黄红星教授，主任医师、硕士生导师，中国医师奖获得者，并获“全国医药卫生先进个人”和湖南省“十佳优秀科主任”称号。

专科特色：1、功能神经外科技术⑴“细胞刀”技术微电极定位立体定向脑深部核团毁损术治疗帕金森病等运动障碍病800多台次；治疗精神分裂症、强迫症、抑郁症、神经性厌食，手术戒毒、手术戒酒等精神疾病手术500多台次。⑵脑起搏器开展神经调控技术，深部电刺激（DBS）治疗帕金森病，脊髓电刺激(scs)治疗顽固性疼痛及植物人促醒等。⑶立体定向技术应用立体定向技术进行颅内病变活检术、置管内引流治疗脑囊肿、脑脓肿穿刺引流、脑出血血肿清除术，脑内异物取出术、脑肿瘤瘤内放疗术。⑷癫痫外科开展了胼胝体切开术、颞前叶切除术、选择性杏仁核海马切除术、皮层热灼术、致痫病灶切除多种术式治疗难治性癫痫300多台次。⑸微血管减压（MVD）微血管减压术治疗三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛200多台次。⑹偏头痛外科应用显微手术治疗难治性偏头痛。⑺徒手穿刺方波定位射频治疗三叉神经痛。2、普通神经外科技术⑴年做各类脑肿瘤500余例，如巨大垂体瘤经鼻蝶或经额全切除术、大型桥小脑肿瘤切除术、颅底肿瘤、脑干肿瘤、巨大脑室肿瘤等手术，成功和全切率达到先进水平。⑵脑血管造影和神经介入技术已达先进水平，并开展了复杂动脉瘤的手术，每年行各部位动脉瘤夹闭术50多例。⑶神经内镜技术，开展了脑室镜治疗脑积水、脑囊肿、胆脂瘤切除术，并应用脑室镜联合显微手术行颅内各种病变的手术治疗。⑷脑外伤科年成功救治颅脑损伤患者620人次。