太原市中心医院神经内科成立于1979年，成立初期拥有床位数20余张；1978年“维脑路通的临床研究”课题荣获当年省科技进步成果三等奖，此项技术目前仍在临床中广泛应用；于上世纪80年代初期成立了山西省首家比较完善的神经电生理研究所，为相关疾病的诊断提供了理论依据。1988年成立了山西省第一个癫痫病门诊；上世纪90年代初期就开始采用尿激酶溶栓治疗急性脑梗死，有效的降低了此类疾病患者的致残率；1992年陈相国主任发明的AFT脑波治疗仪入选了98年世界博览会项目并且应用于癫痫病人的治疗中。

科室目前设床位169张，现有医护人员124人，其中主任医师7人，副主任医师7人，医学博士2名，医学硕士23人，是山西省临床重点专科、山西省省市共建重点学科、国家卫生计生委认定的“高级卒中中心”及“卫生部脑卒中筛查与防控基地，脑血管病、癫痫、睡眠障碍和神经重症四个亚专业齐头并进。

科室致力于脑血管病这一常见多发疾病的规范诊治，建立了脑卒中“预防－干预－抢救－治疗－康复”的完整救治体系，其管理和运行模式省内领先。2017年国家卫生计生委脑防委公布的高级卒中中心百强医院排名中获全国高级卒中中心第33名；作为全国首个省会城市牵头组织设计并推动政府发布了“太原市脑卒中溶栓地图”，形成覆盖全市430万人口的脑血管病快速救治网络。癫痫及睡眠障碍诊疗中心拥有癫痫内外科、脑电图及多导睡眠仪等神经电生理、神经影像、神经功能及心理测评等多学科医师队伍，采用MDT模式为患者进行规范及个体化的治疗。神经重症病房设置规范，设备齐全，通过专业神经重症医护团队的科学管理，抢救成功率省内领先。