神經解剖室成立于1962年，是北京市神經外科研究所最早成立的研究室之一。神經解剖室以細胞生物學、免疫組織化學、分子生物學、基因組學、蛋白組學、尸頭標本制作、顯微解剖操作及3D解剖及手術入路設計等為主要手段，從事垂體腺瘤、腦轉移瘤、聽神經瘤等神經系統疾病的應用基礎研究。主要從事腦腫瘤的發生機制和個性化治療策略、神經外科臨床研究進展以及三維解剖及手術入路設計、改良等方面的研究。
  本科室與美國哈佛大學、匹茲堡大學等實驗室在膠質瘤、聽神經瘤及影像組學研究方面進行深入合作；與美國南佛羅里達大學在3D神經解剖及手術入路設計改良方面開展技術交流；與北京大學、清華大學等國家重點實驗室建立了合作伙伴關系。
  目前科室共有2人，其中正高職稱人員 1名、中級人員1名。已培養博士研究生2名，碩士研究生6名，博士后2名，一人獲得首都醫科大學優秀博士學位論文。