湖南省脑科医院擅长的科室有心血管内科、消化内科、代谢内分泌科、呼吸内科、肾病内科等。
1、心血管内科
湖南省脑科医院心血管内科，拥有先进的床位设施，配备无创呼吸机、床旁彩超仪，除颤仪、心电监测仪等。心血管内科另设心导管室及心电生理室，拥有美国通用心血管数字造影系统（DSA）、日本岛津数字平板心血管造影系统（DSA）等先进设备。心血管内科是湖南省开展介入诊疗技术较早的医院之一。目前心血管内科能开展绝大多数心血管介入诊疗技术，科室整体实力明显增强，专科特色突出。主要收治心绞痛，心肌梗死，心力衰竭，心律失常等疾病。
2、消化内科
湖南省脑科医院消化内科，诊疗范围包括消化系统常见病、多发病及疑难危急重的诊治，如消化性溃疡、消化道出血、反流性食管炎、肝硬化腹水等疾病。擅长无痛胃肠镜下的微创手术治疗，如胃、肠、食道息肉及黏膜下肿块的电切或电凝、消化道狭窄的支架置入及扩张、食道静脉套扎等消化道出血止血等。
3、代谢内分泌科
湖南省脑科医院代谢内分泌科，是“中国糖尿病管理模式探索项目指导单位及示范门诊”、“卫生部糖尿病教育项目及专家组成员单位”、“湖南省医学会糖尿病学专业委员会委员单位”、“湖南省慢病防治委员会副主任委员、湖南省专家组组长单位”等。科室以防治糖尿病慢性并发症，尤其是糖尿病足病、周围神经病变、下肢血管病变的微创介入治疗以及糖尿病性心脏病为特色，拥有“湖南省临床检验中心”设备先进的内分泌专科实验室。
4、呼吸内科
湖南省脑科医院呼吸内科，具有呼吸重症及呼吸系统感染、慢阻肺早期规范治疗、呼吸介入诊疗、肺癌内科诊治、肺动脉栓塞救治、慢性咳嗽规范诊疗等一批特色诊疗项目。在重症感染、耐药感染，呼吸危重症，脓毒症，急性肺动脉栓塞、肺癌的介入诊疗，慢性咳嗽及内科疑难病例诊疗等方面具有很强的实力。
5、肾病内科
湖南省脑科医院肾病内科，由专科病房和血液净化中心组成，是湖南省中医药大学医学院教学科室。其收治范围包括原发性肾小球疾病、肾脏感染性疾病、尿路感染、肾小管—间质性疾病等，有明显的血液净化技术优势，可进行多种血液净化方法，如血液透析滤过、血液灌流等，可满足不同的治疗需要。尤其是目前常规开展了高通量、高效血液透析滤过的个体化治疗，大大提高了维持性血液透析患者的生存质量，显着减少了透析相关并发症。