神經部積極推動學術研究的整合及拓展國內外學術交流，包括多項基礎及臨床合作研究，並積極參與國內外大型學術研討會發表研究成果。
神經醫學實驗室榮獲世界 Sleep Society 評選為 2004 年 "International Spot Light" Laboratory 的至高榮譽。另自2011年開始每年舉辦神經生理病理暨醫學影像研討會, 邀請國內知名學者來院做學術交流。
神經部及配合單位成立腦中風中心，積極推動梗塞性腦中風黃金 3 小時經靜脈注射血栓溶解劑，以及黃金 6 小時經動脈注射血栓溶解劑，療效卓著，並於 2009 年獲得國家生技醫療品質獎醫療院所類別「銀牌獎」。近期更進一步以”存活一瞬間: 經腦動脈曲栓術反轉缺血腦中風”於2017年獲得SNQ國家品質標章，已成為中台灣搶救急性缺血性腦中風的中樞，更進一步於2020年通過醫策會腦中風疾病認證。
神經部與神經外科合作，使用腦部深層刺激術，治療巴金森氏病，療效卓著。最近也引入神波刀(MR-guided focused ultrasound)，治療原發性顫抖症，成果斐然。
神經部參與本院神經精神醫學中心，進行幹細胞應用於腦中風及神經退化性疾病的治療研究。我們目前開發以間質幹細胞治療急慢性缺血性腦中風病患偏癱之臨床試驗與研究。
與德國法蘭克福大學神經科Prof. Ulf Ziemann 合作研究磁刺激對大腦或神經可塑性 (brain plasticity) 之影響，有多篇論文發表。
我們也與交通大學，林口長庚及英國國家神經醫學中心合作記錄腦深部手術雙側視丘下核(sub-thalamic nucleus)之訊號，有多篇論文發表。
我們動作障礙團隊與交大陳右穎教授團隊合作的論文，曾獲2009年醫工年會最佳論文獎。
本部積極進行多項藥物，疫苗或幹細胞之臨床試驗，多年來也逐漸有具體之效果呈現。最近正在進行的臨床試驗包含
- 異體臍帶間質幹細胞治療急性腦中風.。
- 抗CGRP單株抗體治療偏頭痛。
- 參與國際新藥發展研究案，投入對多發性硬化症、視神經脊髓炎及重症肌無力的免疫療法之臨試驗。
- 參與國際新藥發展研究案，投入對家族性澱粉樣多發性神經病變的基因治療。