“文革”结束后，尤其是党的十一届三中全会以来，经过恢复与整顿，本科室的事业开始进入全面复苏与上升的新阶段。1977年，曹天祥大夫由内蒙古医学院调返北京，出任北医三院神经内科主任，李美琳任副主任。同年，从北大一院神经内科调往甘肃省人民医院工作的康德瑄大夫也返回北京，调入北医三院神经内科工作，同年还有北医毕业的学生陆梅和李海泉分配入科。次年有赵淑清，徐颍、李明、张颍和曹向辉毕业分配入科；科室开始了重要的复苏和成长阶段。

1978年，神经内科开始招收第一届进修医师，每年接收来自全国各地约15-30名进修医师前来学习。神经内科电生理检查室成立于二十世纪八十年代，在协和医院汤晓芙医生的规范电生理技术的影响下，康德瑄大夫与郑菊阳、张月珍、竺洁萍等同事一起，共同建立了以神经肌肉病为特色的北医三院电生理检查室。1979年神经内科派郑菊阳到协和医院学习脑电图技术，并很快开展起来，1981年开始了肌电图检查，当时的肌电图机较为陈旧，每天只能做1-2个患者，1984年引进丹麦维迪公司的新型肌电图机后，工作效率大为提高，逐渐成为神经内科学科建设的重要特色和组成部分。80年代初神经内科开始了国际学术交流，康德瑄大夫1981～1982年到挪威、丹麦、瑞典做访问学者，1986～1987年赴美国做访问学者，李美琳医师1984～1985年在挪威奥斯陆大学进修神经电生理专业。1984-1987年间，相继又有杨志杰、沈扬、马林、肖卫忠和韩爽医师分配来料，20世纪80年代末，神经内科共有病床12张，门诊改为全天出诊，李美琳和康德瑄担任科室副主任。

樊东升医师于1991年获医学硕士学位后入科工作。1992年李美琳任神经内科主任，康德瑄任副主任，同年美籍华人朱逎欣教授访问神经内科，并被聘为北医三院客座教授。王宪玲医师1993-1995年赴徳国埃森大学进修疼痛专业，谢汝萍医师1993-1994年在美国耶鲁大学医学院神经内科进修学习，1998年美国哈佛大学麻省总院Brown教授来科进行学术交流，同年樊东升医师从日本自治医学大学完成博士后研究回国，历任副研究员、副主任医师、副教授、研究员、主任医师、教授、博士研究生导师，曾任北京大学第三医院科研副院长（2002-2012），自2001年起担任神经内科主任至今。

神经内科建院初期由于长期没有自己独立的病房，曾经先后和职业病科、呼吸内科、血液内科在同一个护理单元，护士长分别由蒋敏华、黄秀芳和袁志贞担任，整个护理单元床位仅有20张。在神经内科病房成立之前，当时和血液内科在一起的神经内科只有床位12张，没有属于神经内科自己的护士。直到1990年1月14日，医院对床位进行调整，神经内科病房成立，才真正有了自己的病房，张国芳担任护士长，床位30张，护士编制从最初的10人，逐渐增加至12人。1991年9月1日，皮科病房成立之时，医院在皮肤科分给了神经内科5张床，到1998年6月，神经内科在皮科的床位增加到10张，由皮科护士长张常明监管该病房的神经内科护理管理工作。（2003年因爆发“非典”该病房暂时取消，但“非典”过后就一直未再恢复）。1996年5月张进担任神经内科病房护士长，1996年11月建立了神经内科高干病房，床位22张，护士编制是8人。神经内科的床位增加至52张，护士20人；2003年-2006年李葆华担任科护士长，2006年-2010年8月担任门诊部副主任， 2006年8月罗永梅担任内科二组科护士长，高干病房由黄润州护士长担任，普通病房护士长由王攀峰担任。2012年1月15日搬入新的外科楼二病区后，拥有神经内科一病房床位9张，神经内科二病房床位40张，急诊病房14张，共63张，现在护士编制27人，护士长由周宝华担任。李葆华于2014年8月至今担任护理部主任。