Le centre de référence est labellisé pour l’expertise et la prise en charge des maladies inflammatoires rares du cerveau et de la moelle (MIRCEM).

Le centre d’évaluation et de traitement de la douleur prend en charge les douleurs chroniques réfractaires aux traitements habituels pouvant être proposés dans d’autres centres. 

Le Centre mémoire ressource recherche (CMRR) organise les quatre consultations « mémoire » du CHU, structure le parcours de soins pour le diagnostic, la prise en soins en collaboration avec les médecins de ville.

Dans le cadre du plan maladies neurodégénératives 2014-2019, le service de neurologie - sclérose en plaques, pathologies de la myéline et neuro-inflammation de l'hôpital Pierre Wertheimer a été labellisé Centre de Recherche, Ressources et Compétences Sclérose En Plaques (C2RC SEP) en 2018.

La mission du centre de référence des maladies neuromusculaires PACA - Réunion - Rhône Alpes a pour mission d'améliorer le diagnostic et la prise en soins des enfants et adultes atteints de maladies neuromusculaires.

Le service d’oncologie médicale coordonne la prise en charge des traitements médicamenteux des patients adultes atteints de cancers. Sur le site de l'hôpital Lyon Sud, le service organise la prise en charge des chimiothérapies, des thérapies ciblées et des traitements par immunothérapie de tous les types de cancers.

Le service de neurologie - troubles du mouvement et des pathologies musculaires s’investit particulièrement dans certaines surspécialités de la neurologie : maladie de Parkinson et mouvements anormaux d’une part ; SLA (Sclérose Latérale Amyotrophique ou maladie de Charcot) et pathologies neuromusculaires d’autre part.

Le service de chirurgie maxillo-faciale traite les pathologies de la tête, de la face, du cou, et de la cavité buccale chez l'adulte et le grand enfant (à partir de 12 ans).
Il est organisé en trois unités complémentaires:

Le service de médecine palliative accueille les patients atteints de cancer mais également de polypathologie, d’insuffisance d’organes… afin d’améliorer leur qualité de vie et celle de leur entourage, grâce à une équipe multidisciplinaire organisée sur 2 sites : à l'hôpital Lyon Sud et à l'hôpital de la Croix-Rousse. 

Le service d’oncologie radiothérapie des HCL assure la prise en charge de l’ensemble des pathologies cancéreuses de l’adulte et de certaines pathologies bénignes (neurinome, méningiome,…)  par radiothérapie externe et curiethérapie sur deux centres.

Le service de pneumologie de l’hôpital de la Croix-Rousse prend en charge toutes les maladies de l'appareil respiratoire.

Le service d'oncologie médicale de l'hôpital Edouard Herriot, offre une prise en charge pluridisciplinaire des cancers digestifs et des tumeurs neuroendocrines.

Le service de neurologie clinique et fonctionnelle de l'hôpital Lyon Sud propose, sur adressage d’un médecin : des consultations de neurologie, des actes de neurophysiologie clinique ambulatoires, une hospitalisation de jour.

Le service de neurologie pédiatrique est spécialisé dans le diagnostic et le traitement des maladies du système nerveux de l’enfant, du nouveau-né à l'adolescent.

Centre de référence du bassin sud de la métropole lyonnaise, le service de gériatrie remplit une triple mission de soins auprès des personnes âgées, d'enseignement et de recherche.

Le service d’hépato-gastroentérologie de l’hôpital Edouard Herriot est historiquement un service pionnier dans les spécialités embrassant l’ensemble de la discipline. Reconnu au niveau national et international pour la qualité de ses travaux, les médecins proposent une offre complète et d’excellence.

Le service de chirurgie digestive de l’hôpital Edouard Herriot traite les pathologies du tube digestif dans son ensemble (chirurgie oeso-gastrique, chirurgie colorectale), l’obésité (chirurgie bariatrique), les pathologies du foie, des voies biliaires et du pancréas (chirurgie hépato biliaire et pancréatique), les tumeurs endocriniennes digestives (chirurgie endocrinienne), les hernies et évent

Le service de chirurgie orthopédique, traumatologique et plastie de l’enfant de l’hôpital Femme Mère Enfant traite les pathologies de l’appareil locomoteur du nourrisson, de l’enfant et de l’adolescent au niveau des membres inférieurs et supérieurs et de la colonne vertébrale.

Le service fait partie du centre mémoire ressource recherche (CMRR) de Lyon et assure dans ce cadre une consultation mémoire dédiée au diagnostic et à la prise en charge de patients avec maladie d’Alzheimer ou apparentées, et de manière plus générale aux troubles cognitifs d’origine neurobiologique.

Le service réunit les expertises relatives à deux spécialités : la prise en charge des troubles neurocognitifs et les troubles de la vision d’origine neurologique.

Le service est spécialisé dans la prise en charge de la sclérose en plaques (SEP) et des pathologies inflammatoires et démyélinisantes du système nerveux central (neuro-opticomyélite de Devic, leucodystrophies), y compris chez l'enfant.

Le service de neurochirurgie fonctionnelle est un service pionnier dans les traitements des pathologies de la moelle et des nerfs. Il a ainsi mis ou point ou développé de nombreuses techniques chirurgicales.

Le service d’électroneuromyographie et de pathologies neuromusculaires a trois activités principales.

Les malades bénéficient des compétences de praticiens reconnus nationalement et internationalement et référents dans leur domaine ainsi que de la synergie avec les services d’exploration fonctionnelle respiratoire, d’imagerie, de chirurgie et d’anatomopathologie localisés sur le même site hospitalier.

Le service de chirurgie thoracique de l'hôpital Louis Pradel est un service de pointe spécialisé en transplantation pulmonaire, avec une expertise en greffe cœur poumon pour lequel il est l’un des deux centres reconnus en France. Il est le seul service de chirurgie thoracique des HCL et le seul dans le service public du département.

Le service d’urologie prend en charge les pathologies nécessitant un traitement chirurgical des reins, des uretères, de la vessie, de la prostate, de la verge ou des testicules. Les urologues de Lyon Sud assurent également le bilan diagnostic et le traitement chirurgical des prolapsus génitaux de la femme.