南华医院神经内科创建于1964年，系湘南地区最早建制的神经专科。现有三个病区、一个神经重症监护病区，病床160张。神经内科是国家临床重点专科培育项目、卫生部颅内血肿微创清除术协作医院，湖南省首批临床重点专科、湖南省睡眠研究会理事长单位、湖南省神经退行性疾病临床研究中心、湖南省睡眠技术同质化培训基地。同时，也是湖南省卒中联盟副主席单位、湖南省医学会神经内科专业委员会副主委兼睡眠障碍学组组长单位、衡阳市医学会神经内科专业委员会主委单位和衡阳市脑卒中医疗质量控制中心主委单位，科室于2017年评为湖南省脑卒中质控与防治先进单位。

科室拥有视频脑电及多导睡眠监测、神经血管超声仪、脑生物反馈仪等仪器。科室医护团队82人，其中医生30人，教授、主任医师5人，副教授、副主任医师8人，博士及博士后9人。设有7个亚专科学组：脑血管病组、癫痫与睡眠组、神经退行性疾病组、神经重症组、神经心理组、头痛与眩晕组、神经遗传与肌肉疾病组。在脑梗死溶栓取栓、脑出血微创手术、颅内外血管狭窄支架置入、动脉瘤介入栓塞、视频脑电监测、睡眠监测和失眠治疗、肉毒素治疗、神经肌肉活检、脑脊液细胞学、基因检测等技术优势独特。