首都医科大学三博脑科医院始创于2004年，是由一批国内知名的神经医学专家参与创建的股份制神经专科医院。医院现为首都医科大学直属医院（第十一临床医学院）、神经外科学院三系和临床护理学院三博脑科护理学系；国家临床重点专科（神经外科）建设单位、国家神经外科医师培训基地、国家药物临床试验机构、国家卫健委建立健全现代医院管理制度试点医院；北京市三级专科医保定点医疗机构；异地结算医保定点机构；也是中国医师协会神经调控专业委员会会长单位；中国非公立医疗机构协会神经外科、麻醉、脊柱脊髓三个专业委员会的主任委员单位。

医院神经外科为国家临床重点专科，下辖九大亚专业——功能神经外科、脊髓脊柱外科、幕上肿瘤外科、小儿神经外科、神经介入科、神经内镜外科、脑血管外科、颅底肿瘤外科、癫痫外科，辅之以神经内科、神经康复、神经病理、神经影像、神经心理等相关专业，医疗服务病种几乎涵盖了各类神经专科疾病，连续多年在北京市卫健委公布的 DRGs 排名中位居前列，其中CMI（手术难度系数）指数连续四年排名第一。

医院作为首都医科大学硕士点、博士点和博士后流动站，目前拥有博士生导师11人，硕士生导师24人，共培养博士、硕士研究生、博士后200余人。以优秀学科带头人为引领，聚集了一大批具有渊博医学知识、丰富临床经验和现代医学理念的医疗精英，其中硕士以上学历占全体临床医师的75.2%，博士以上学历占31.9%；中级以上职称占74.3%，副高以上的职称占43.4%。

作为国家神经外科医师培训基地，三博每年举办各类全国专业学习班几十期，培训数百名医生，接收全国20余省市进修医生，协助全国各地医院外出会诊近百家、会诊病人1000多例。

医院积极开展学术交流活动，并将学术交流纳入制度化管理轨道，为医院医疗水平始终处于国际先进水平奠定了坚实基础。多年来共接待来自美、英、法、德、日、澳、加、捷克等国家数百位同行来访；同时每年选派学术骨干赴国外参加高水平学术交流活动。此外，三博每年都选派年轻骨干医生赴国际知名医学中心进行为期两年的专科进修学习，形成了完备的人才梯队培养和雄厚的人才储备，使三博的医疗和学术水平在同行中始终名列前茅。

每年一届的三博国际神经科学论坛更是医院学术交流的一大特色，截至目前，三博共成功举办13届，邀请了来自美国、加拿大、法国、英国等国家的百余位专家教授与会并作专题学术讲座。目前，三博专家承担和参与了国家科技计划项目（含国家自然科学基金、原973计划、原科技支撑计划）、北京市科技计划项目等国家级、省市级各类科研项目140余项。主编和参编专业论著50余部，内容涉及神经内外科基础研究、解剖、临床、教学培训等领域。在国际著名神经专科学术期刊发表论文280余篇。

三博脑研所有专门的科研室和示教室，包括神经生化研究室、神经分子遗传实验室、神经分子病理研究室、神经显微外科实验室，配备有手术室转录设备和示教音频设备、高端试验显微镜、动物手术室、细胞培养室、视频脑电记录设备、低温冷冻冰箱、PCR仪、荧光显微镜、台式低温离心机和稳压稳流电泳仪等设备，是医院重要的教学平台和临床科研基地。并于2012年成为癫痫病临床医学研究北京市重点实验室，2013年成为北京市脑重大疾病研究院癫痫研究所。2017年，首都医科大学三博脑科医院申报的神经外科、神经内科、疼痛科、麻醉科四个专业组通过国家药物临床试验机构资格认定，参与国家重大创新药物临床研究。