卫生部医学神经生物学重点实验室于2007年4月批复组建，其前身是浙江大学林百欣脑功能实验室及2005年成立的
浙江大学神经科学研究所，罗建红教授任实验室主任，魏尔清教授和陈忠教授任实验室副主任。
中国科学院院士陈宜张教授任学术委员会主任。
该实验室是一个集科研、教学、人才培养为一体的开放性研究基地，集成神经生物学、药理学、生理学和解剖学四个学科点，建立了细胞成像及细胞生物学、分子生物学、神经药理学、电生理学、生化免疫学及行为学实验室等研究平台。目前研究拥有1700多平方米实验用房，并预留2000平方作为人才引进，配备大量先进的仪器设备。
该实验室以基础研究为主兼顾应用基础研究，总体定位和研究方向明确。重视基础神经生物学与
神经系统疾病研究的紧密结合，致力于通过基础研究，将所获得的新概念、新技术、新方法转化为对重要脑疾病的发病机制、诊断和新药物靶点寻找的研究，以促进相关临床问题的解决。主攻研究方向有：①神经信号传导、突触传递及其分子机制；②重要慢性脑疾病（帕金森病、
难治性癫痫、脑损伤（脑缺血和脑外伤）、脑肿瘤等）的分子机制；③缺氧、缺血缺氧的脑-神经-内分泌网络调节机制。研究工作发表在JBC、Neuropharmacology、Journal of neurochemistry、Glia、Hippocampus等国际著名科学杂志上。近年来在国内外共发表原著论文200余篇、其中国外SCI收录刊物70多篇。
实验室由较强的承担国家重大科研任务的能力，目前正承担重大基础研究基金（973）子课题4项、国家自然科学基金项目重大项目专题研究1项、国家杰出青年科学基金1项、国家自然科学基金重点项目2项、国家自然科学基金16项、教育部新世纪人才（跨世纪）3项、浙江省青年人才基金2项以及其它多项省部级课题。曾获国家科技大会奖3项，教育部提名国家科学技术奖分设的自然科学二等奖，省部级科技成果奖8项（其中省部级二等奖3项，三等奖5项）。
实验室以获得对
神经科学基本问题新的认识及为重要脑疾病的防治提供新方法和新技术为目标，争取达到国际脑科学研究水平。与此同时，实验室将努力建成我国神经生物学高水平研究和高层次人才培养的重要基地。