神经外科是上海德济医院集临床、科研和教学为一体的重点学科，下设脑肿瘤-脊髓肿瘤专科、功能神经外科、脑血管病专科。科室由国务院政府特殊津贴专家、原全国脊髓肿瘤学术委员会主任委员徐启武教授，旅美归国神经外科名家郭辉教授领衔。

上海德济医院神经内科为我院重点发展学科，也是CSCA中国卒中中心联盟授牌的国家级卒中中心。神经内科由中国神经内科名家、复旦大学郝中顺教授担任名誉主任，日本藤田医科大学归国学者、上海交通大学医学院博士汤建军担任神经内科主任。 经长期耕耘，神经内科现设置床位80张，门诊人次约1.5万/年，脑血管病介入手术量约500台/年。科室凭借先进的医疗技术和设备，达到上海市三甲医院专科优秀水平，曾多次获新民晚报、中新网、东方网等媒体报道。 神经内科下设脑血管病重点专科、免疫疾病单元、神经系统疑难杂症会诊单元等专科，开展脑血管病、神经免疫病、风湿免疫病、帕金森病、痴呆及睡眠障碍等专病的治疗，让患者得到及时、规范、技术水平优异的医疗服务。

癫痫内科在各种儿童、成年期癫痫与癫痫综合征的诊断与治疗方面技术精湛、经验丰富，年收治病人15000余人次。癫痫内科将现代神经解剖学、神经生理学、神经生物学、神经行为学等成果应用于癫痫病学，完成局灶性癫痫的定位以及脑功能定位。其技术手段包括电-临床症状学分析技术、多模态影像学分析技术(高分辨率头MRI、PET、MRI-PET融合、3D脑重建)、头皮脑电图阅读技术、颅内电极脑电图技术。

2021年7月，上海德济医院获CSCA中国卒中中心联盟授牌。上海德济医院是此次上海地区唯一获评单位，这标志着上海德济医院脑卒中救治水平得到行业认可，综合实力已跻身全国先进行列，为上海市西北部居民的生命健康保驾护航。