广州医科大学神经疾病研究所神经外科正式成立于1985年5月。至1988年已发展成为一级科室，可开展大部分的神经外科手术、立体定向丘脑核团破坏治疗帕金森氏病、精神病外科治疗等诊疗技术及手术。在华南地区首先建立神经外科监护室（床位10张）和独立神经外科手术室4间。1989年起全面开展脑血管病介入治疗，1990年开展颅内压监测的临床研究及应用，1991年配置手术显微镜开展显微神经外科手术，1993年引进全国第一批第三台，华南地区第一台伽玛刀，省内第一台接触性激光并开始临床应用。1993年省内率先设立外伤、肿瘤、血管及脊髓，功能神经外科，小儿神经外科亚专业组，同年通过三级甲等重点科室评审。90年代，每年各类手术例数近1000例，已可开展颅内动脉瘤夹闭、AVM切除、脑干肿瘤切除、经鼻蝶入路垂体瘤切除、CT立体定向技术，血管内介入治疗等复杂高难度手术，肿瘤手术死亡率1.3%，远低于当时国内外平均水平。

2017年10月，广州医科大学附属第二医院神经外科疾病研究中心成立，包括临床病区5个，床位200张（院本部150张，番禺院区50张），独立神经外科重症监护室（床位20张），独立神经外科手术室4间，配备手术显微镜5台，神经导航3套，超声吸引2台，神经内镜2套，术中神经电生理监测2套，每年收治病人4000人次，各类手术约2500例。可开展中枢神经系统肿瘤、脊髓脊柱神经外科、功能神经外科、脑血管病、神经内镜下各类手术，中枢神经系统先天畸形，颅脑损伤等神经外科疾病的诊治、手术及危重症的救治及临床研究，具备血管介入、神经电生理监测、皮层脑电图、显微荧光等先进神经外科技术及设备。建立了神经外科解剖实验室，为临床科研、年轻医生的成长、进修生学习提供必备的条件。以临床、解剖实验室和基础实验室为基础，成立了广州医科大学附属第二医院神经外科疾病研究中心，搭建医教研一体的平台，使科研与临床的结合更紧密，互相支持促进，加快科研成果转化。