Преподавательской работе Бехтерев всегда придавал очень важное значение. Весьма серьезно он относился к разработке учебных программ, лекционных материалов. Его лекции всегда богато иллюстрировались, на них демонстрировались больные. По инициативе Бехтерева в аудитории клиники была создана автоматическая система затемнения. На нее было затрачено 2350 рублей. Зато теперь лектор нажатием кнопки мог быстро зашторить все окна, что давало возможность пользоваться проекционной аппаратурой. В клинике накапливались учебные таблицы, рисунки, графики, муляжи, препараты мозга, предметы творчества больных… Все это со временем привело к мысли о создании при ней специального музея.
Несмотря на то, что на кафедру, которую возглавил Бехтерев, возлагалась задача обеспечить преподавание не только психиатрии, но и нервных болезней, в новой клинике для больных невропатологического профиля не было предусмотрено мест. Правда, с декабря 1892 года пришло разрешение развернуть для них 20 коек, но Мержеевский возможностей для этого так и не изыскал. Бехтерев же переселил из основного здания клиники 40 человек прислуги в сохранившийся на ее территории старый деревянный барак и в освободившихся комнатах создал неврологическое отделение на 20 коек. В этом отделении работали врач, фельдшер, четыре служителя и три сиделки. Бехтерев добился для них оплаты, соответствующей жалованью тех сотрудников, которые работали с душевнобольными.
Еще в 1887 году Мержеевский хлопотал о строительстве специального здания для клиники нервных болезней. Тогда военный министр ответил отказом «ввиду неимения особых средств… а главное — потому, что подобное устройство боевою готовностью армии не вызывается». Бехтерев оказался настойчивее своего предшественника и в 1895 году добился разрешения на строительство новой клиники нервных болезней. Проектировал его инженер-полковник В. Н. Зеленин. Сам Бехтерев принимал деятельное участие в разработке проекта здания. В нем намечалось разместить всего лишь 30 неврологических больных. Зато много места отводилось для лечебных кабинетов, мастерских, лабораторий. Здания клиник нервных и душевных болезней соединялись просторной теплой галереей, к ней примыкал фотопавильон со стеклянной крышей и цветолечебный кабинет, освещение в котором менялось с помощью цветных светофильтров, вдвигаемых автоматически между двойными рамами окон.
Особое внимание Бехтерев уделил проектированию и оборудованию нейрохирургического операционного блока, который располагался в центре второго этажа и состоял из операционной, перевязочной и послеоперационной палаты. К его планированию Бехтерев привлек хирурга профессора Н. А. Вельяминова. Операционная имела три широких окна, над операционным столом свисала электрическая люстра из четырех ламп накаливания по 25 свечей. Новинками были и подача в операционную горячей воды, и водяное отопление, и возможность обработки операционного блока горячим паром.
Торжественное открытие клиники состоялось 19 ноября 1897 года. Этот день можно считать и днем зарождения отечественной нейрохирургической службы. В речи на открытии клиники Бехтерев говорил, в частности, следующее: «В настоящее время является несомненным, что целый ряд черепных заболеваний, некоторые поражения спинного мозга и периферической нервной системы служат поводом к хирургическому вмешательству. Установление диагноза поражения, требующего хирургического вмешательства, определение даже способа этого вмешательства и в настоящее время находится большей частью в ведении невропатолога — лишь выполнение операции принадлежит хирургам. Очевидно, что такое положение вещей не может быть признано нормальным, так как нельзя долго оставаться на полдороге. Либо хирурги должны изучать нервные болезни и таким образом являться во всеоружии у кровати такого рода нервнобольных, либо невропатологи должны основательно изучать хирургические приемы в пределах своей специальности и должны применять их в деле… Если нынешние врачи-невропатологи еще обращаются за помощью к хирургам, то будущее поколение уже не будет нуждаться в этом. Взявшись за нож, оно само будет выподнять то, что принадлежит ему по праву. Вот почему устройство операционной в клинике нервных болезней имеет огромное общеобразовательное значение, так как молодые невропатологи будут видеть, как на больных, которых они имели возможность наблюдать в своей клинике, производятся операции опытными хирургами, сами будут участвовать в этих операциях и следить за послеоперационным течением раны, дабы постепенным опытом и упражнениями могли и сами впоследствии, запасшись необходимыми сведениями, приступить к операциям в области мозговой хирургии».