רופאי המחלקה מטפלים בחולים גם במסגרת המרפאה הנוירולוגית הצמודה למחלקת האשפוז. המרפאה נתמכת במעבדות המאפשרות ביצוע מהיר ועדכני של בדיקות שירות ואיבחון. במרפאה פועלים מספר מרכזים: המרכז לטיפול ומניעה של שבץ מוחי, המרכז לטרשת נפוצה, שמרכז את כל חולי טרשת נפוצה המופנים למחלקה; המרכז להדמיה פונקציונאלית (fMRI) שפועל על מנת לאפשר הדמיה לפני ניתוחי מוח; המרכז לאפילפסיה שירכז את הטיפול והאבחון של כלל חולי האפילפסיה ויפעיל מכשור חדיש לפענוח אותות חשמליים מהמוח (EEG); המרכז לשיקום בהר הצופים שמטפל בכל המקרים של פגיעות משטפי דם או אוטם במוח.
כל הרופאים מטפלים באופן סדיר בכל המחלות האחרות כגון פרקינסון והפרעות תנועה, כאבי ראש, שבץ מוחי ומחלות כלי דם מוחיים, אפילפסיה (כפיון), מחלות שריר ועצב, מחלות אוטואימוניות, מחלות נוירוגנטיות, מחלות נוירודגנרטיביות (אלצהיימר, דמנציה, קרויצפלד-יעקב).
כמו כן קיימים טיפולים ייחודיים כמו הזרקת בוטוקס לטיפול בדיסטוניות, התכווצות לא רצונית של שרירים בפנים ומצמוץ עיניים לא רצוני, הזעת יתר בכפות ידיים ובבית השחי וכאבי ראש כרוניים.