O ensino médico no Brasil é heterogêneo e passa por uma reformulação nas últimas décadas. As atividades foram redimensionadas e o papel dos ambulatórios de especialidades precisa ser frequentemente revisitado. Pacientes neurológicos tornaram-se frequentes na atenção primária e a formação profissional precisa contemplar este cenário. O estudo objetiva descrever a experiência de implantação de um ambulatório acadêmico de neurologia, bem como o processo de ensino-aprendizagem desenvolvido no curso de Medicina em uma universidade no interior da Amazônia, e sugerir soluções para os problemas encontrados. É um estudo descritivo, sob forma de relato de experiência, com abordagem qualitativa. A maioria dos alunos tinham dificuldades com conteúdos relativos a doenças neurológicas e execução do exame neurológico, havendo progressiva evolução ao longo dos meses. O raciocínio diagnóstico tinha nível satisfatório e também progrediu. Os problemas mais persistentes relacionavam-se ao gerenciamento do tempo, descrição no prontuário, elaboração de receita e comunicação de diagnóstico e prognóstico. Os métodos avaliativos usados no ambulatório foram autoavaliação, feedback imediato, exame clínico objetivo estruturado (OSCE) e avaliação somativa através de análise de vídeos de pacientes reais ou simulados. A avaliação foi satisfatória para a maioria. Concluiu-se que o ambulatório de neurologia constitui um cenário importante para integração entre ensino, assistência e desenvolvimento de competências necessárias para o exercício profissional.