神經內科設三個專業學科：神內一科主要從事腦血管病（腦梗塞、腦血栓、腦出血）、肌肉疾病、偏癱、面癱、高血壓、高脂血癥、各種腦炎及腦膜炎等專業；神內二科主要從事癲癇、小兒神內、神經科三聯癥（頭痛、頭暈、失眠）、精神心理障礙、神經癥、抑郁癥、老年癡呆癥等專業；神內三科主要從事內分泌（包括垂體內分泌）、泌乳素病、巨人癥、糖尿病等專業。相應成立腦卒中單元、睡眠障礙單元、癲癇防治單元、引進先進設備及最新理念，實行一體化、單元化、綜合治療，達到快速有效康復，減輕并發癥發生的目的。設有病床35張，下設視頻腦電監測室、針灸理療室、中醫中藥治療室等輔助治療科室。神經內科與大同大學醫學院神經精神心理教研組、大同大學腦科學研究所聯合，10多名教授及醫學碩士到臨床一線為患者親自診療，并大力提倡中醫中藥治療，切實解決百姓“看病難、看病貴”的問題。

        神經外科設有三個專業學科：神外一科主要從事顱腦外傷、脊柱外傷、脊髓外傷、腦出血微創清除等專業；神外二科主要從事腦瘤（包括垂體瘤）、脊髓腫瘤、腦積水、顱腦畸形、血管減壓手術治療、三叉神經痛及面肌痙攣等顯微手術專業；神外三科主要從事脊髓、脊柱及椎間盤疾病專業。設有病床35張，并設視頻手術參觀室。神經外科以現代醫療集團二輕醫院微創腦科為基礎，以首席專家李小勇博士為技術中堅，以北京天壇醫院、清華大學附屬醫院、北京友誼醫院、解放軍301醫院、北京協和醫院30余名著名專家預約手術為堅強后盾，本著為大同腦科醫療拾遺補缺的原則，讓大同百姓享受不離家門口的北京高水平腦科醫療技術。