Το Νευρολογικό Τμήμα ιδρύθηκε το 1999. Ως διευθυντές διετέλεσαν οι κκ. Δρ Ε. Βακαλούδης, Δρ. Γ. Γεωργιάδης,  Δρ. Ι. Τσίπτσιος, και η Δρ. Γ. Δερετζή. Από το 2024 διευθύνεται από τον Δρ. Γ. Ρούντολφ.

Το Τμήμα αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες νευρολογικές κλινικές του Ε.Σ.Υ. στην Ελλάδα. Στελεχώνεται από πέντε μόνιμους ειδικούς ιατρούς, μία επικουρική Επιμελήτρια Β, οκτώ ειδικευόμενους και τέσσερες επιστημονικούς συνεργάτες. Είναι πιστοποιημένο από τη Swiss Cert (15224:2016) και TÜV Hellas (ELOT EN 15224:2017) για την παροχή διαγνωστικών, θεραπευτικών και νοσηλευτικών υπηρεσιών σε νευρολογικούς ασθενείς, καθώς και για την παροχή εκπαιδευτικού έργου σε επαγγελματίες υγείας με ειδικό αντικείμενο τη νευρολογία και την εκπόνηση επιστημονικών μελετών. Συμμετείχε σε συνεργασία με την Α’ Ψυχιατρική Κλινική ΑΠΘ στο αναπτυξιακό πρόγραμμα ΕΣΠΑ (Επιχειρησιακό πρόγραμμα Κεντρική Μακεδονία 2014-2010).  Συμμετέχει στο Ευρωπαϊκό πρόγραμμα  SITS-ISTR για την θρομβόλυση και τη μηχανική θρομβεκτομή σε ασθενείς που πάσχουν από οξύ ισχαιμικό εγκεφαλικό επεισόδιο.

Το Τμήμα είναι αναγνωρισμένο για τη χορήγηση πλήρους ειδικότητας Νευρολογίας.  Αποτελεί κέντρο εκπαίδευσης για την θρομβόλυση ειδικών ιατρών και νοσηλευτικού προσωπικού άλλων Νοσοκομείων της χώρας.  .

Συμμετέχει στις Γενικές Εφημερίες Πόλης κάθε τέσσερες ημέρες.

Διαθέτει συνολικά 30 κλίνες ασθενών. Περιλαμβάνει ξεχωριστή Μονάδα Αυξημένης Φροντίδας Αγγειακών Εγκεφαλικών Επεισοδίων (6 κλίνες), πλήρως εξοπλισμένη με δυνατότητα συνεχούς καταγραφής ζωτικών σημείων των ασθενών και υποδομές τηλεμετρίας. H Μονάδα διαθέτει φορητό ηλεκτροεγκεφαλογράφο και διακρανιακό υπερηχογραφήμα (Transcranial Doppler). Δυο θάλαμοι με συνολικά 4  κλίνες και 3 ειδικές πολυθρόνες χρησιμοποιούνται για ασθενείς με Πολλαπλή Σκλήρυνση για ημερήσια φροντίδα και κλειστή νοσηλεία.

Το Τμήμα λειτουργεί  Εργαστήριο Κλινικής Νευροφυσιολογίας. Οι εξετάσεις που διενεργούνται είναι οι ακόλουθες: ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, προκλητά δυναμικά, ηλεκτρομυογράφημα, ηλεκτρονευρογραφία, επαναληπτικός νευρικός ερεθισμός, δοκιμασίες ελέγχου του αυτόνομου νευρικού συστήματος και ηλεκτρομυογράφημα μονήρους μυϊκής ίνας (single fiber myography).

Στο Τμήμα λειτουργούν οκτώ εξειδικευμένα εξωτερικά Ιατρεία (Κεφαλαλγίας, Πολλαπλής Σκλήρυνσης, ΑΕΕ, Επιληψίας, Νευροανοσολογίας,  Άνοιας, Κλινικής Νευροφυσιολογίας, Διακλινικό Ιατρείο Μνήμης και Γνωσιακών Διαταραχών (σε συνεργασία με τη Α Ψυχιατρική Κλινική ΑΠΘ),  δύο ιατρεία Γενικής Νευρολογίας, καθώς επίσης και απογευματινά ιατρεία.  Στο σύνολό τους τα ιατρεία και οι συμβουλευτικές στα άλλα  Τμήματα του Νοσοκομείου εξυπηρετούν ετησίως περίπου 9.000 νευρολογικούς ασθενείς.

Το Τμήμα παρέχει στους ειδικευόμενους και ειδικούς ένα ολοκληρωμένο εκπαιδευτικό πρόγραμμα (2 μαθήματα την εβδομάδα, εξετάσεις τουλάχιστον 3 φορές τον χρόνο). Υπάρχουν συνεχώς διακρίσεις με υποτροφίες των ειδικευόμενων σε Πανελλήνιους διαγωνισμούς όπως της Ελληνικής Νευρολογικής Εταιρείας.

Το ερευνητικό έργο συνίσταται στη διεξαγωγή κλινικών μελετών και ερευνητικών πρωτοκόλλων, τα αποτελέσματα των οποίων έχουν δημοσιευθεί σε διεθνή και ελληνικά επιστημονικά περιοδικά, καθώς και σε συνέδρια. Επίσης, το τμήμα διοργανώνει επιστημονικές και ενημερωτικές ημερίδες, συναντήσεις και συνέδρια.