1970年由参与编写《外科学》及《外科手术学》等专著的医院首任院长黄永乐教授组建脑外伤治疗小组，1991年医院成立泌尿神经烧伤科，2012年神经外科独立建科。经过40多年的发展，已建设成为集医疗、科研、教学于一体的医院优势学科，是国家级住院医师规范化培训基地、国家卫健委脑卒中筛查与防治基地、四川省全科医师临床技能培训基地，是广元市重点专科。2019年医院与首都医科大学附属北京天坛医院合作，建立四川省首个赵继宗院士工作站及神经疾病诊治中心，建设远程手术工作站、神经重症监护室，逐步创建功能神经外科、神经外科亚专业，提升神经外科临床工作能力，尤其复杂神经外科疾病的诊治水平。科室编制床位59张，医护人员27人，其中主任医师3人、副主任医师1人、主治医师3人、副主任护师1人、主管护师 5人，有硕士研究生2人，多人分别担任中国卒中协会复合介入神经外科分会第一届委员会委员、省医师协会神经外科专委会委员、市神经外科专委会副主任委员及委员。近年来，相继派出8名医生分别到华西医院，天津医科大学环湖医院，空军医科大学唐都医院进修学习，与首都医科大学附属天坛医院合作后，科室所有医生将陆续在天坛医院进修学习。

科室拥有德国莱卡进口显微镜两台，STORZ神经内镜脑室镜一套，美国进口超声吸引（CUSA）一套，德国蛇牌CEA手术器械一套，德国ERBE神经外科专用电凝两台，无创和有创脑水肿监护仪两台，呼吸机一台，亚低温治疗仪三台，中频治疗仪，气压治疗仪，心电监护仪等数十台，在颅脑伤救治、脑脊髓肿瘤诊治、脑脊髓血管疾病、血管内介入治疗等领域，积累了大量丰富的经验，治疗水平居区域领先水平。

作为国家脑卒中筛查与防治基地、国家高级卒中中心建设单位，科室设置有脑血管病门诊，建立脑卒中绿色通道、脑卒中单元，神经外科与相关科室组建脑卒中筛查与防治工作多学科团队，具备颈动脉血管超声（CDFI）、超声心动图、TCD、CT、DSA、核磁共振等设备条件及相关专业人员，开展脑卒中一、二级预防，具备（24小时/天、7天/周）实施静脉溶栓治疗能力，急诊介入治疗的技术能力，CEA手术，开展脑卒中康复治疗。

与北京天坛医院合作建立赵继宗院士工作站后，聘任北京天坛医院神经外科主任王硕为医院顾问、客座教授。赵继宗院士及其专家团队多次来院指导手术、开展教学查房及学术讲座。神经外科作为院士工作站及神经疾病诊治中心的核心科室，在院士专家团队带领下，医疗技术突飞猛进，相继开展了国内及省内先进水平的手术：神经内镜下巨大浸袭性垂体瘤及颅咽管瘤切除术，帕金森脑深部电极植入术（DBS），顽固性癫痫迷走神经刺激术（VNS），复杂胶质瘤全切术，巨大听神经瘤切除术，三叉神经纤维瘤切除术，松果体肿瘤切除术等，多项技术开创区域先河。

2020年，医院建成具有国际先进水平的神经外科复合手术室，配置神经外科专用手术床、可透X线手术头架、术中CT、术中神经介入，将神经外科打造成区域内高水平的神经外科中心，为川陕甘及毗邻地区的患者提供国内先进的神经外科疾病诊断及治疗服务，造福于广大患者。