深圳市南山区人民医院神经外科成立于1993年，是深圳市最早创建的神经外科之一，2004年在国内率先建立了真正意义上的“卒中单元”这一世界公认的脑血管疾病的诊治模式；2015年在前任科主任、全国知名专家、北京301医院神经外科李宝民教授的带领下，将科室发展成为以脑血管病为特色的区域性神经外科中心，并成立了国家高级“脑卒中中心”。
2019年，医院引进“国务院特殊津贴”、国家“百千万人才”获得者、颅底肿瘤专家张庆华教授为脑科中心主任、神经外科主任、学科带头人，积极开展复杂颅底肿瘤、脑干病变手术等，创建神经肿瘤、脑血管疾病、功能神经外科、脊柱脊髓、小儿神外、创伤及重症7个亚专业并协同发展。
目前神经外科已经被评定为国家卫生健康委能力建设和继续教育神经外科建设中心、国家卫生健康委医院管理研究所脑出血外科诊疗（筹建）基地、大湾区重点专病中心、深圳市南山区重点专科、深圳市医师协会神经外科分会副会长、神经肿瘤学组组长单位等。
神经外科现开放床位70余张，其中神经外科重症监护室（NICU）22张，医师17人，护士38人，其中主任医师4人，副主任医师6人，主治医师4人，住院医师3人，博士研究生3人，硕士研究生12人，博士研究生导师1人、硕士研究生导师4人，博士后2人，科研助理2人。享受“国务院特殊津贴”1人，国家“百千万人才”1人，深圳市地方级领军人才1人，深圳市卫生健康菁英人才1人。
神经外科团队在张庆华教授的带领下，临床业务方面以“微创、精准神经外科”理念为发展方向，以显微神经外科技术、神经内镜技术、血管内介入技术、人工智能等核心专科技术为基础，依托术中3.0T磁共振、移动CT、GE数字减影机、复合手术室、ZEISSK900手术显微镜、STORZ超高清神经内镜、Remebot神经外科手术机器人、Brainlab神经外科导航、电磁刀、美敦力手术动力系统、术中电生理监测及术中B超等各种国际先进的辅助设备。
已成功为来自国内外及港澳地区的颅脑肿瘤患者包括丘脑胶质瘤、脑深部转移瘤及垂体瘤、颅咽管瘤、听神经瘤、岩斜区脑膜瘤、蝶骨嵴及海绵窦脑膜瘤等复杂颅底肿瘤实施了手术；成功实施了大量脑血管病手术包括脑动脉瘤、动静脉畸形、脑膜动静脉瘘和脊髓血管畸形等出血性脑脊髓血管病的介入栓塞和显微手术治疗、复合手术下颅内巨大动脉瘤切除+血管重建术等，以及脑梗塞、动、静脉窦狭窄和血栓形成等缺血性脑血管病的血管内支架植入治疗等。
尤其以头晕、耳鸣和睡眠异常为主要症状的脑小动脉硬化症和静脉窦狭窄的诊断和治疗方面均达到了国内先进水平，也吸引了来自全国各地的病人；并开展颈前入路、后方微创通道入路等显微手术治疗髓内肿瘤、脊髓、脊神经疾病及退行性病变；成功开展癫痫外科、帕金森病DBS治疗、昏迷病人促醒手术、糖尿病足患者植入外科电极、机器人辅助脑深部病灶切除及活检术等微创精准手术等；在特重型颅脑损伤和神经重症方面也积累了丰富的经验，成功救治了数以千计的危重患者。
神经外科团队以精湛的显微及神经内镜微创技术，“微创、精准神经外科”理念为导向，设置了神经肿瘤、脑血管疾病、功能神经外科、脊柱脊髓、小儿神外、创伤及重症7个亚专业，诊疗范围几乎覆盖了所有神经外科相关疾病。
在科研领域，积极搭建科研平台，时刻把握医学科技前沿，已主持完成2项国家自然科学基金、10余项省部级自然基金项目，发表专业学术论文近200篇，先后获得省部级科学技术进步二等奖2项，三等奖1项，创新微创技术5项等。
目前已经建立颅底解剖与血管重建实验室，细胞培养及分子生物实验室，以神经内镜经鼻中线区解剖学研究为基础，发展显微解剖学，并开展脑出血影像组学和肿瘤分子生物学研究工作，并成功举办省级医学继续教育项目、神经外科双镜颅底解剖与显微血管吻合培训班等，取得了显著效果。
近3年先后主持广东省基础与应用基础研究项目1项；深圳市科创委可持续发展重点项目1项；广东省医学科研项目1项；深圳市科创委自然科学基金面上项目3项；南山区科技创新课题5项，累积科研经费1000余万元，发表SCI论文10余篇。
其中张庆华教授主持的项目《基于影像三维导引的智能手术治疗系统研发》荣获深圳市2021年度可持续发展重点项目资助，资助金额800万元人民币，标志着深圳南山医院在人工智能、机器人等高科技手段在神经外科临床手术中的应用研究走在了前面。
在教学方面，承担深圳大学、广东医科大学的国家住院医师规范化培训和本科生实习工作；积极开展继续教育、培训工作，近3年先后开展省级医学继续教育项目3项，市级4项，同时鼓励学科成员前往国内知名医院包括首都医科大学附属北京天坛医院、宣武医院，复旦大学附属华山医院等进修学习神经外科新项目、新技术，努力提高临床诊疗技术。