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.

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 de neuro-oncologie s’intéresse à la prise en charge des tumeurs cérébrales et aux complications neurologiques des cancers systémiques. Il est également Centre de référence national des syndromes neurologiques paranéoplasiques et des encéphalites auto-immunes.

En 2023, un nouveau service de prise en charge des pathologies neurochirurgicales du crâne a été créé. Il s’agit de la réunion des savoir-faire sur différentes thématiques : base du crâne, tumeurs cérébrales, malformations vasculaires, hydrocéphalie, etc.