2012年8月由北京市批准成立、挂靠于首都医科大学、具有独立法人全额拨款的事业单位，是首都科技体制机制改革的试点单位。脑院通过协调首都医科大学及附属医院神经科学方面的优势资源，探索事业单位与企业结合的双轨运行机制，以高水平神经科学的学科为基础，以重大发现、重大发明为目标，形成科学研究、成果孵化和人才培养的平台基地。脑院现已形成“四梁八柱”为主的建制形式。“四梁”为四个行政管理办公室；“八柱”为八个研究所：脑卒中研究所、阿尔茨海默病研究所、帕金森病研究所、脑肿瘤研究所、癫痫研究所、抑郁症研究所、精神分裂症研究所、神经损伤与修复研究所。各研究所自2013年11月成立以来，在人才引进与培养、科学研究和文化建设等方面均取得可喜进展。