Khoa Thần kinh - Bệnh viện Thanh Nhàn tiền thân là Khoa Phục hồi chức năng - Thần kinh được tách ra từ Khoa Nội bệnh viện Hai Bà Trưng. Với lịch sử hình thành và phát triển lâu đời từ năm 1986 đến nay, đơn vị này đã và đang trở thành địa chỉ được đông đảo người dân tin tưởng tìm đến mỗi khi gặp các vấn đề liên quan đến tâm lý.

Với tư cách là một trong những chuyên khoa chức năng về Nội thần kinh đầu ngành tại Hà Nội, đơn vị này đã không ngừng mở rộng quy mô và trang bị cơ sở vật chất hiện đại nhằm đáp ứng điều trị đa dạng các loại bệnh lý thần kinh và vấn đề về sức khỏe tâm lý cho đông đảo bệnh nhân. Với nỗ lực không ngừng cơ sở hiện đã có 38 giường bệnh cho các bệnh nhân nội trú. Bên cạnh đó, tại đây còn nổi tiếng với các kỹ thuật điều trị như: Can thiệp mạch, chọc dò dịch não tủy, tiêm Botulinum toxine nhóm A, phóng bế đám rối thần kinh cánh tay, trắc nghiệm thần kinh tâm lý,...

Không những là đơn vị dẫn đầu về quy mô cũng như kỹ thuật điều trị, khoa Thần kinh của bệnh viện Thanh Nhàn còn là nơi thu hút nhiều nhân tài nổi tiếng trong ngành tâm lý học và thần kinh. Tại đây hiện đang có 18 cán bộ nhân viên là các tiến sĩ, thạc sĩ, bác sĩ và điều dưỡng viên được đào tạo chuyên môn bài bản bởi các trường đại học, cao đẳng nổi tiếng trên khắp cả nước. 

Ngoài thực hiện các nhiệm vụ về khám - chữa bệnh, theo sự phân công của bệnh viện, đơn vị này còn thực hiện các công tác đào tạo như giảng dạy lý thuyết, thực hành lâm sàng và hỗ trợ thực tập cho các sinh viên tại những trường cao đẳng và đại học Y ở Hà Nội.

Để nâng cao chất lượng dịch vụ, Khoa Thần kinh - Bệnh viện Thanh Nhàn còn thường xuyên cho các bộ tham gia các hội thảo khoa học chuyên ngành Thần kinh, thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học. 

Cán bộ của khoa Thần kinh tại bệnh viện còn thường xuyên là diễn giả trong các chương trình tư vấn, tuyên truyền trên những kênh truyền hình uy tín nhằm nâng cao ý thức chăm sóc sức khỏe thần kinh và giúp cộng đồng phòng tránh nguy cơ mắc các bệnh phổ biến như động kinh, Parkinson, TBMMN.