Trong thời kỳ Pháp thuộc:

        Bệnh viện Phủ  Doãn trước kia và nay là Bệnh viện Việt Đức không có khoa PTTK (phẫu thuật thần kinh). Mọi bệnh nhân bị chấn thương sọ não (CTSN) và bệnh học PTTK, đều được phẫu thuật bởi các bác sĩ phẫu thuật chung. Vì vậy, kết quả đạt được rất hạn chế. Trước tình hình đó, Ban Giám đốc Bệnh viện  Việt Đức đã quyết định thành lập khoa PTTK vào cuối năm 1956, với sự giúp đỡ của GS.KOMAROMY LASZLO (Hung-ga-ry) trong thời kỳ này. Khoa PTTK thì gồm có ba bác sĩ, 10 nhân viên và khoảng 20 bệnh nhân, do bác sĩ Nguyễn Thường Xuân làm chủ nhiệm. Với những khó khăn ban đầu về hiểu biết cũng như về trang thiết bị cả trong chẩn đoán (chỉ có X-quang qui ước, chụp động mạch não qua da, chụp não thất bơm hơi...) và điều trị (chỉ có khoan tay và bộ dụng cụ mổ chung...). Nhưng với sự nỗ lực bản thân các bác sĩ và nhân viên trong khoa, có thể mổ và săn sóc tốt một số bệnh lý về PTTK như: máu tụ NMC, VTSN hở,  thậm chí một số ca u não và u tủy, áp xe não dị dạng mạch máu não. Song song với công tác mổ xe hàng ngày, tập thể các bác sĩ và nhân viên của khoa luôn đi sâu nghiên cứu, tìm tòi vào các lĩnh vực tiên tiến như: ghép thực nghiệm đầu chó (2.1963) đã được bác sĩ Nguyễn Thường Xuân thực hiện với kết quả đáng khích lệ, gây được sự chú ý của các bạn đồng nghiệp trong và ngoài nước.

          Quan hệ quốc tế để học tập và trao đổi kinh nghiệm với các nước có nền PTTK phát triển luôn là ước mong của các bác sĩ trong khoa PTTK. Ngày trong giai đoạn đầu tiên này, được sự giúp đỡ của ban giám đốc bệnh viện và cố GS. Tôn Thất Tùng khoa đã có một số bác sĩ đi học tập tại các nước như: Bs. Lê  Xuân  Trung học tại Rumani, Bs Nguyễn Thường Xuân học tại Hung-ga-ry.

          Thời kỳ 1964-1975:

          Trong hoàn cảnh đất nước có chiến tranh, chi viện cho tiền tuyến là nhiệm vụ hàng đầu của toàn  Đảng, toàn dân. Các bác sĩ và nhân viên của  Bệnh viện Việt Đức nói chung, cũng như các bác sĩ và nhân viên của khoa PTTK nói riêng, sẵn sàng lên đường phục vụ mặt trận như Bs Nguyễn Văn  Điển và đã anh dũng hy sinh tại chiến trường.

          Người ở lại cố gắng hoàn thành tốt công việc, sẵn sàng lên đường chi viện cho tiền tuyến.Các lớp đào tạo về PTTK ngắn hạn cho các bác sĩ và sinh viên, để lên đường phục vụ cho chiến trường, được tổ chức tại khoa. Nhờ đó, mà các vết thương sọ não hở do bom bi, do mảnh đạn đã được mổ, góp phần không nhỏ cho việc cứu sống các thương bệnh binh trong cuộc chiến tranh này. Chúng ta không bao giờ quên hình ảnh tập thể các bác sĩ, nhân viên khoa PTTK, cùng với toàn thể Bệnh viện Việt  Đức tiến hành cấp cứu các nạn nhân trong các trận ném bom vào Hà Nội, mà đỉnh cao là trận ném bom vào hủy diệt B52 vào Khâm Thiên, An  Dương. Các thầy, các cô mà tiêu biểu như Bs Nguyễn Thường Xuân, Bs Lê Xuân Trung, y tá Trần Thị  Đông, đã không quan ngày đêm và nguy hiểm, tận tình bên giường bệnh săn sóc bệnh nhân, dưới làn mưa bom, đã để lại những hình ảnh cao đẹp cho thế hệ mai sau học tập và noi theo. Nhân dịp này Bs. Nguyễn Thường xuân đã được thưởng huy hiệu Hồ Chủ tịch và Y tá Trần Thị Đông đã được thưởng bằng khen của thành phố Hà Nội.

          Mặc dù có nhiều khó khăn trong chiến tranh, tập thể các thầy thuốc và nhân viên khoa Phẫu thuật Thần kinh( 1A ), ngoài công tác chăm sóc các bệnh nhân, đào tạo các bác sĩ, nhân viên cho chiến tranh, vẫn không quên đi sâu, nghiên cứu, tìm tòi, tổng kết các kinh nghiệm, để đưa ra các phác đồ điều trị mang ý nghĩa thực tiễn và đạt hiệu quả cao cho bệnh nhân và thương bệnh binh. Các đề tài trong giai đoạn này như: Tổng kết vết thương sọ não do bom bi, tổng kết vết thương tủy và thân kinh ngoại biên trong chiến tranh đã được đánh giá cao.

          Thời kỳ 1975 đến nay:

          Hòa bình lập lại, cùng với niềm tự hào và phấn khởi chung của toàn dân, tập thể các bác sĩ, nhân viên khoa PTTK hăng say làm việc để phát triển khoa PTTK, tiến kịp với sự phát triển của các nước trong khu vực và trên thế giới. Luôn nhận thức được khó khăn về điều kiện cơ sở vật chất của đất nước, nhất là vừa bước ra khỏi chiến tranh. Chúng ta không có các trang thiết bị hiện đại, chuyên dụng cả trong chẩn đoán như: Chụp KLVT (thế giới có từ 1974) chụp cộng hưởng từ (thế giới có từ 1981) lẫn trong phẫu thuật (dụng cụ mổ chuyên dụng, kính hiển vi phẫu thuật.v.v..). Chúng ta thiếu thốn về thông tin, kiến thức chuyên ngành. Để khắc phục tình trạng này, ngoài những nỗ lực của bản thân, khoa đã được sự giúp đỡ của ban giám đốc Bệnh viện, mà đứng đầu là cố GS. Tôn Thất Tùng – đã cử một số bác sĩ trong khoa đi học tập dài hạn ở các nước có nền phẫu thuật thần kinh tiên tiến như: GS. Nguyễn Thường Xuân đi học tại cộng hòa Pháp, Bs. Dương Chạm Uyên, Bs. Vũ Tự Huỳnh đi học tại Pháp, Bs. Thái Doãn Sơn đi học tại Đức, Bs. Trần Thụy Lân đi học tại Tiệp Khắc để cập nhật các tiến bộ trong lĩnh vực PTTK.

          Trong giai đoạn này, với muôn vàn khó khăn và thiếu thốn, nhưng với tinh thần làm việc hăng say, tìm tòi và sáng tạo, các công trình nghiên cứu được áp dụng vào thực tiễn  điều trị như: Điều trị đau dây V bằng tiêm huyết thanh nóng vào hạch Gasser (GS. Nguyễn Thường Xuân,  BS. Trần Thụy Lân 1977). Điều trị chứng ra mồ hôi tay tiêm huyết thanh nóng vào hạch giao cảm ngực (GS. Nguyễn Thường Xuân,  BS. Trần Thụy Lân 1977).Đây là phương pháp vừa rẻ tiền, không đòi hỏi nhiều trang thiết bị, nhưng đạt hiệu quả cao.

          Công tác tiếp nhận và đào tạo các thế hệ  tiếp sau luôn là mối quan tâm của tập thể khoa PTTK. Trong giai đoạn này, khoa được bổ sung thêm một số các bác sĩ trẻ như: BS. Nguyễn Công Tô (1982), BS. Lý Ngọc Liên (1982), BS. Vũ Hồng Phong (1983), BS. Lê Hồng Nhân (1984), BS. Hà Kim Trung (1985), Đồng Văn Hệ (). Cùng với một số y tá điều dưỡng viên trẻ khác cũng được bổ sung về khoa.

        Từ năm 1985:

        Sau chính sách mở cửa của Đảng và Nhà nước, sự phát triển về kinh tế, xã hội cũng như khoa học – kỹ thuật không ngừng, sự mở rộng về mọi mặt trong quan hệ quốc tế, đã tạo giúp cho ngành PTTK nói chung và khoa PTTK nói riêng, bước vào một thời kỳ mới với nhiều điều kiện thuận lợi: về trang thiết bị, việc ứng dụng chụp cắt lớp vi tính (1990), chụp cộng hưởng từ, chụp PET-CT, chụp mạch xóa nền.v.v..tạo nên một bước ngoặt mới trong chẩn đoán các bệnh lý về ngoại khoa thần kinh.

        Được sự quan tâm giúp đỡ của ban Giám đốc Bệnh viện Việt Đức, các thiết bị phục vụ cho công tác phẫu thuật và chăm sóc bệnh nhân cũng dần dần được đổi mới.  Bệnh viện đã có phòng mổ chuyên khoa PTTK với các trang thiết bị hiện đại như: dụng cụ mổ chuyên dụng, kính hiển vi phẫu thuật, màn hình tăng sáng, đã có hệ thống theo dõi bệnh nhân, tạo điều kiện thuận lợi để tiến hành các phẫu thuật khó như mổ di dạng mạch máu não, mổ u nền sọ, u tuyến yên qua xoang bướm, u trong não thất, mổ u tủy..v.v.. đạt kết quả tốt.

          Từ năm 2000 trở lại đây, khoa phát triển mạnh mẽ các kĩ thuật vi phẫu thần kinh, nội soi thần kinh, mổ ít xâm lấn, đặc biệt phẫu thuật các bệnh lý khó mà trước đó chưa triển khai được. Cùng với phát triển kỹ thuật , cơ sơ vật chất và nhân lực.

         Kể từ năm 2015, được sự đồng ý của Bộ y tế, Đảng uỷ, lãnh đạo bệnh viện đã thành lập trung tâm phẫu thuật Thần kinh Bệnh viện Việt Đức, đứng đầu là Giám đốc trung tâm PGS.TS Đồng Văn Hệ. Trung tâm được tổ chức thành 3 khoa : Phẫu thuật thần kinh 1, Phẫu thuật Thần kinh 2 và khoa Nội – hồi sức thần kinh

          Trong xu thế hội nhập, việc mở rộng các mối quan hệ quốc tế là hết sức quan trọng, khoa đã có nhiều mối quan hệ với nhiều nước, nhiều tổ chức trên thế giới như: Pháp, Mỹ, Nhật, Úc và đặc biệt là các nước trong khối ASEAN. Cũng xuất phát từ mong muốn hội nhập, để có được tiếng nói chung với các nước có nền phẫu thuật thần kinh phát triển, năm 1995 đánh dấu sự ra đời của Hội PTTK  Việt Nam, do GS. Nguyễn Thường Xuân sáng lập và làm Chủ tịch. Hội được thành lập chứng tỏ vai trò của ngành phẫu thuật thần kinh trong ngành ngoại khoa chung, đồng thời đánh dấu một bước trưởng thành của tập thể các thầy thuốc và nhân viên khoa Thần kinh Bệnh viện Việt Đức. Thông qua Hội mà khoa PTTK đã có nhiều mối quan hệ với Hội PTTK của các nước có nền PTTK tiên tiến như: Pháp, Mỹ, Nhật, Úc và đặc biệt là với Hội PTTK thế giới.

          Quan hệ với hội phẫu thuật thần kinh và các bệnh viện tại cộng hòa Pháp, luôn là một mối quan hệ truyền thống. Khoa PTTK đã có mối quan  hệ chặt chẽ với các trung tâm PTTK tại; Atrasbourg, Amiens, Marseills, Rouen,  Tours... Hàng năm, các bác sĩ ở trong khoa được cử đi học nội trú tại Pháp (cho tới nay: 100% các bác sĩ trong khoa đã được cử đi đào tạo tại Pháp). Đồng thời, các giáo sư, bác sĩ của pháp cũng sang Khoa để hướng dẫn, giảng dạy và mổ biểu diễn các kỹ thuật mới, như các GS.F.Buccheit, P.Maitrot ở Strasbourg và GS.D.Legars ở Amiens..v.v... Song song với sự hợp tác trong phẫu thuật, điều dưỡng, săn sóc bệnh nhân cũng luôn được chú ý và quan tâm. Trong những năm gần đây, với sự giúp đỡ của hội điều dưỡng Pháp đặc biệt là Limoges (Pháp) đã tạo điều kiện để các điều dưỡng viên của khoa được sang Pháp học tập. Đồng thời các dưỡng viên của Pháp cũng giảng dạy và tham gia săn sóc bệnh nhân tại khoa.Chính nhờ những sự hợp tác này mà khoa PTTK đã có những tiến bộ vượt bậc cả trong phẫu thuật cũng như trong chăm sóc bệnh nhân (săn sóc bệnh nhân theo một qui trình được xây dựng sẵn -22 quy trình).

          Đối với các nước Nhật, Mỹ và Úc và các nước trong khối ASEAN, hàng năm khoa luôn có các giáo sư, bác sĩ đi hội thảo ngắn ngày, để nắm bắt được tình hình phát triển của PTTK trên thế giới. Đồng thời, các giáo sư của các nước như: GS.Kanno,  GS.Kato (Nhật) GS. Donald  Simson(Úc) Charles Teo (Úc), GS. Wolker Zonntag (Arizona – Mỹ) cũng sang khoa giảng dạy và mổ biểu diễn, giới thiệu các kỹ thuật mới.

          Đào tạo, bồi dưỡng lớp người kế tục luôn là nhiệm vụ hàng đầu và luôn được sự quan tâm đặc biệt của ban Giám đốc Bệnh viện cũng như ban Lãnh đạo của khoa PTTK – Bệnh viện Việt Đức. Thế hệ các thầy cô, đã không ngừng chỉ bảo những kinh nghiệm quý báu, để khoa PTTK luôn phát huy được những truyền thống quý báu của khoa. Ở mỗi giai đoạn, dưới sự lãnh đạo của các thầy: GS. Nguyễn Thường Xuân (1966-1995), GS. Dương Chạm Uyên (1995-1998), TS. Trần Thụy Lân (1998-2002), BSCKII Lý Ngọc Liên  (2002 – 2014 ), PGS.TS Đồng Văn Hệ ( 2014 đến nay), toàn tập thể  khoa luôn đoàn kết, hăng say làm việc, nghiên cứu, tìm tòi và áp dụng những tiến bộ khoa học vào công cuộc chăm sóc sức khỏe người bệnh, luôn xứng đáng là địa chỉ đáng tin cậy cho nhân dân trong cả nước. Sự lớn mạnh và phát triển không ngừng của các thầy thuốc, nhân viên khoa PTTK luôn chứng tỏ sự quan tâm của ban Giám đốc Bệnh viện và công lao của các thầy, các cô.

         Tháng 11/2015:

         Trung tâm Phẫu thuật Thần kinh, trực thuộc Bệnh viện Việt Đức được thành lập do PGS-TS Đồng Văn Hệ là Giám đốc trung tâm. Hiện nay Trung tâm có 3 khoa: Khoa Phẫu thuật Thần kinh I, Khoa Phẫu thuật Thần kinh II, Khoa Nội-Hồi sức Thần kinh.

          - Khoa Phẫu thuật Thần kinh I:        

           Trưởng khoa: PGS.TS Đồng Văn Hệ

           P. Trưởng Khoa: PGS.TS Dương Đại Hà ; TS.BS Nguyễn Thanh Xuân

           Điều dưỡng Trưởng: CN Nguyễn Thị Ngân

           Tổ trưởng công đoàn: ĐD Nguyễn Thị Phương Lâm

         - Khoa Phẫu thuật Thần kinh II:

           Trưởng khoa: TS.BS Nguyễn Duy Tuyển

           P.Trưởng khoa: PGS.TS Ngô Mạnh Hùng

           Điều dưỡng trưởng: CN Hoàng Thị Hoa

           Tổ trưởng công đoàn: ĐD Nguyễn Thị Thu

          - Khoa Nội-Hồi sức Thần kinh:

           Trưởng khoa: TS Nguyễn Anh Tuấn

           Điều dưỡng trưởng: CN Dương Minh Đức

           Tổ trưởng công đoàn: ĐD Trần Thị Hoa

          Ngày nay, với một đội ngũ bác sĩ trên 20 PGS, TS, BS cùng hơn 100 cán bộ nhân viên của trung tâm gồm 3 khoa lâm sàng với gần 200 giường bệnh điều trị cho hơn 10.000 lượt bệnh nhân nội trú, trên 5000 ca mổ mỗi năm.  Trung tâm Phẫu thuật Thần kinh đã và đang phát triển nhiều kỹ thuật chuyên sâu với các lĩnh vực Phẫu thuật u não, phẫu thuật nền sọ, mạch máu não, dị dạng, phẫu thuật thần kinh chức năng, phẫu thuật thần kinh nhi…