Викладання нервових та душевних хвороб на медичному факультеті Харківського університету почалось з 1805 року на кафедрі приватної патології та терапії. Послідовно курс нервових хвороб викладали професори П.О. Бутковський, Ф.К. Альбрехт, К.А. Демонсі, В.Г. Лашкевич, Я.С. Кремянський. Самостійна кафедра нервових хвороб на медичному факультеті Харківського університету була створена у 1884 році під керівництвом професора П.І. Ковалевского. З 1892 року кафедру послідовно очолювали професори М.І. Мухин, Я.А. Анфимов, А.О. Попов, К.Л. Платонов. У цей період наукові роботи колективу кафедри відносились до вивчення фізіології та патології нервової системі, зокрема патології мозочка та продовгуватого мозку.

Клінічної базою кафедри стала клініка нервових хвороб, яка була побудована у 1911–1912 роках, але відкрита лише на при кінці 1917 року.

З 1928 року кафедрою неврології керував професор А.М. Гринштейн. Наукова робота кафедри в ті часи була присвячена вивченню вегетативної нервової системи, функцій у корі головного мозку, різних аспектів закритої черепно-мозкової травми, епілепсії. У подальшому кафедру очолювали професори Д.М. Залкан і Е.К. Євзерова. З 1944 до 1971 року кафедрою завідував професор Г.Д. Лещенко, під керівництвом якого колектив займався вивченням інфекційних захворювань нервової системи, ураження неспецифічних систем головного мозку.

З 1971 по 2002 рік кафедрою нервових хвороб керував Заслужений діяч науки України, Лауреат Державної премії України, академік АН ВШ та МАКНіС, доктор медичних наук, професор Є.Г. Дубенко. Під його керівництвом колектив кафедри вивчав ранню судинну патологію мозку, хворобу Паркінсона, епілепсію, нейроендокринну патологію тощо. З 1991 року згідно з наказом МОЗ України кафедра нервових хвороб Харківського державного медичного університету стає опорною серед усіх неврологічних кафедр медичних ВНЗ України.

З 2002 року кафедру очолювала доктор медичних наук, професор, академік УАН І.А. Григорова, під керівництвом якої вивчалися гостра судинна патологія головного мозку, пароксизмальні стани, невідкладні стани в неврології, екзогенні ураження нервової системи.

У 2014 році шляхом відокремлення була створена кафедра неврології № 2, яку очолила доктор медичних наук, професор О.Л. Товажнянська, під керівництвом якої у 2021 році кафедри неврології № 1 та № 2 об’єдналися. У цей період співробітники кафедри активно вивчали проблеми соматоневрології, розсіяного склерозу, головного болю, ураження периферичної нервової системи.

З початком повномасштабної військової агресії у 2022 році співробітники кафедри неврології продовжували активно працювати, навчаючи майбутніх лікарів, проводячи наукову та лікувальну діяльність в медичних закладах м. Харкова.

У 2025 році кафедру неврології очолила доктор медичних наук, професор Н.О. Некрасова, під керівництвом якої до кафедри приєдналася кафедра нейрохірургії.

Навчально-педагогічна робота кафедри неврології з курсом нейрохірургії полягає в підготовці студентів всіх факультетів за кредитно-модульною системою відповідно до вимог Болонської декларації з отриманням оцінок рівня знань за шкалою ECTS. У межах системи післядипломної освіти на кафедрі здійснюється підготовка інтернів-невропатологів, щорічно проводяться передатестаційні цикли та цикли тематичного удосконалення для підвищення кваліфікації лікарів-неврологів.

Лікувальна робота кафедри проводиться на базі неврологічного відділення Філії «Університетська лікарня» ХНМУ, КНП «ОКЛ» ХОР, КНП «Міська дитяча поліклініка № 15» ХМР. На кафедрі працює нейрофізіологічна лабораторія, яка має достатній обсяг сучасних діагностичних можливостей для верифікації неврологічного діагнозу: комп’ютерна електроенцефалографія з картуванням і системою викликаних потенціалів головного мозку, комп’ютерна електронейроміографія, ультразвукова допплерографія МАГ та транскраніальна допплерографія інтракраніальних судин та ін. Лікувальний процес здійснюється на засадах доказової медицини, з використанням сучасних підходів згідно з рекомендаціями міжнародних консенсусів.

Провідною проблематикою науково-дослідницької роботи кафедри є дослідження різних складових патогенезу первинного та вторинного ураження нервової системи, оптимізація діагностично-прогностичних та лікувальних заходів при хронічній цереброваскулярній патології; розсіяному склерозі; ураженні нервової системи внаслідок дії шкідливих ендогенних чинників тощо. Вивчається патогенетична роль порушення метаболічного та біоенергетичного гомеостазу у розвитку та прогресуванні неврологічних захворювань, а також методи їх корекції.

Співробітники кафедри беруть активну участь в Міжнародних та вітчизняних Конгресах і науково-практичних конференціях, Міжнародних багатоцентрових рандомізованих клінічних дослідженнях. Колектив кафедри є авторами та співавторами Національного підручника “Неврологія” (2014, 2017, 2020), «Neurology» (2027), 4 монографій, учбового посібника та методичних рекомендацій з грифом МОЗ України, 3 учбових посібників, 11 патентів на винахід, численних статей у фахових виданнях. Колектив кафедри неврології з курсом нейрохірургії гідно продовжує наукову діяльність своїх відомих вчителів.