上海交通大学医学院附属瑞金医院神经外科历经近半个世纪发展，逐渐成为特色鲜明，技术雄厚的科室，现有2个病区共82张床位，是国家神经外科专科医师培训基地，国家神经外科专科医师师资培训基地，拥有包括DSA杂交手术室，荧光手术显微镜，神经内镜，术中导航系统，超声骨刀，超声吸引，神经电生理监护，术中超声，伽玛刀等一系列全面配套的手术医疗设备，同时拥有脑磁图、脑电图、TCD等各类无创检查设备。科室年手术量超过2000台，收治病人近2500人次。科室现任主任为卞留贯教授，有在职医师29人，其中高级职称18人，博士生导师6人，硕士生导师3人，近5年培养毕业博士研究生15人，硕士研究生10人，多名博士生市级/校级优秀毕业生称号。发表SCI论文130多篇。IF总分大于400分，共获得科研课题30多项，总经费超过1000万元。获国家科技进步三等奖、卫生部科技进步三等奖、国家教委科技进步三等奖、上海市科技进步二、三等奖、上海临床科技成果奖等16项。
神经肿瘤组在颅内肿瘤和颅底肿瘤手术中，微创手术技术（显微镜和神经内镜）的应用使颅底肿瘤如听神经瘤、颅咽管瘤，颅内外沟通肿瘤，岩斜区、枕大孔区脑膜瘤的治疗效果得到提高。近年来不断开展各类新技术新术式样，包括神经内镜下切除眶内肿瘤、翼腭窝、颞下窝肿瘤、松果体区肿瘤等。同时借助术中导航、神经电生理监测、纤维束示踪技术等手段，在完整切除病灶的同时，最大程度的保留患者的神经功能。专业组充分发挥综合医院多学科合作优势，2015年初成立的“中枢神经系统肿瘤整合门诊”，形成“单病种、多学科联合、以病人为中心的诊疗模式”，使患者得到个体化、精准治疗，取得良好社会效益。
垂体瘤诊治中心2003年在宁光院士的倡导下建立“下丘脑-垂体”学科群，2013年成立“瑞金医院垂体腺瘤诊治中心”，逐步形成“下丘脑-垂体疾病”的规范化诊治临床路经和“瑞金诊治模式”；随着神经内镜等手术的应用，提高了肿瘤全切除率，年完成垂体手术200余例，其中包括较高比例的侵袭性、巨大垂体腺瘤以及复发的垂体腺瘤，取得良好效果。内分泌异常功能性垂体瘤的手术治疗是专业特色又一亮点，针对库欣病的诊断与治疗无论数量和质量都处于国际领先水平。在国内率先开展双侧岩下窦采血诊断ACTH腺瘤，对于提高影像学阴性的早期库欣病病的诊断和指导术中微腺瘤定位起到很好作用。目前已累计治疗库欣病400余例，连续5年手术缓解率达到90%以上，发表SCI论文十余篇。2012年研究成果“功能性垂体腺瘤的临床和基础研究”获得上海医学科技进步奖。2018年在瑞金垂体中心的基础上成立“泌乳素瘤中心”，使得泌乳素腺瘤的基础研究跃上新台阶。
颅神经疾病组是瑞金的传统特色亚专业，专业组在国内首先提出了“零牵拉”技术在MVD手术中的应用的观点，推进了操作技术规范化。围手术期应用钙通道拮抗剂对听力保护，以及应用磁共振DTI序列FA值测定MVD对三叉神经微结构的影响等多项临床研究的开展，颅神经根疾病微血管减压手术特色得到不断的创新和发展。年均MVD手术350-400例，同时对复发或首次手术效果不佳的疑难患者有选择地开展再手术经验的积累使得更多的颅神经疾病患者能够在瑞金医院得到满意的治疗。吸引了来自全国各地的患者。相关研究发表SCI论文十余篇，研究成果“颅神经根疾病的病因诊断与微创手术治疗》获2009年上海市医学科技奖；近年来开展全内镜下MVD、球囊压迫治疗三叉神经痛等，同时加强与神经内科、口腔科等学科的合作，形成颅神经疾病的多维度治疗体系。
功能神经外科中心2008年开始正式成立功能神经外科中心，拥有最先进的Elekta脑磁图，形成完整的功能性神经精神障碍的检查、手术、放射外科治疗中心。开展立体定向功能神经外科手术，包括脑深部电刺激治疗帕金森病、肌张力障碍，抽动障碍等，癫痫的手术治疗，顽固性疼痛的外科治疗，精神疾病的手术治疗，同时开展迷走神经电刺激（VNS）治疗难治性癫痫，脊髓电刺激治疗植物人的促醒等。此外，中心在世界上首先运用STN-DBS治疗肌张力障碍、DBS治疗药物依赖，以及手术治疗神经性厌食症。在临床功能神经外科方面具有世界先进水平，每年完成各种功能神经外科手术1000余例。发表近20篇SCI收录高质量论文，获多项课题资助，国内外重要学术会议发言十余次。
脑血管病组开展各类脑血管病的血管内介入治疗和显微手术治疗,年血管内介入手术超过500例。脑、脊髓血管病，动脉瘤，AVM，硬脑膜动静脉瘘，脊髓血管畸形介入与手术治疗以及重度血管狭窄支架的植入等的开展使亚专业的发展迈上快速发展轨道。许多重危疑难杂症和境外人士通过微创介入治疗后得到圆满效果。同时，开展颈动脉狭窄内膜剥脱和烟雾病的显微手术，并针对复杂动脉瘤和脑脊髓血管畸形杂交手术，均取得良好效果；脑血管病的基础研究获6项国自然资助，发表SCI收录论文近20篇。
伽玛刀中心于2009年从瑞典引进世界上最为先进的头部伽玛刀设备成立伽玛刀中心，2012年完成装机并开始治疗病人。瑞金医院伽玛刀中心依托神经外科强大的技术支持，自开业以来发展迅速，临床科研全面发展，目前年出院患者600人次，中心发表SCI论文十多篇，国自然及上海市科委课题7项。已经成为全国有影响力的伽玛刀中心。
