深圳儿童医院神经内科是深圳市重点学科，技术力量雄厚，专业设备完善。设有病房、专科门诊以及神经电生理室。病房设在6楼西侧，共有床位50张。负责深圳市以及周边地区小儿神经内科常见病、多发病及疑难病的诊治。由小儿神经内科博士廖建湘主任医师主持科室工作，配有训练有素的专科医师和护理队伍。专科门诊设在3楼，每周由专科医生轮流坐诊。神经电生理室配有全套美国进口最新型Nicolet系列脑电图仪，全部采用数码技术，具体有清醒脑电图，睡眠脑电图，电视录像（视频）脑电图，16导24小时动态脑电图,128通道长时程癫痫视频脑电监测系统。

深圳儿童医院神经内科为小儿癫痫脑病中心主要组成部分，中心现有登记病例3000余份，除开展癫痫药物治疗外还可进行脑部手术治疗、迷走神经刺激治疗、生酮饮食治疗等。