RESUMO: O objetivo deste trabalho foi identificar as doenças neurológicas que acometeram bovinos no estado do Paraná entre os anos de 2009 e 2015. A investigação aconteceu, preferencialmente, nas propriedades rurais onde os casos ocorreram. Foram registradas as informações sobre a evolução das doenças nos bovinos afetados do rebanho, e os prováveis fatores de risco foram identificados. Todos os procedimentos de exame físico geral e neurológico foram realizados sistematicamente para a caracterização da síndrome neurológica presente. Amostras de sangue e de líquor foram colhidas para a realização de exames laboratoriais. De acordo com o tempo de evolução e com a gravidade dos sinais clínicos observados, os bovinos doentes eram mantidos vivos para acompanhamento da evolução ou da resposta ao tratamento, ou eram submetidos à eutanásia seguida de necropsia. Fragmentos do sistema nervoso e dos demais órgãos foram colhidos para exame histopatológico. O exame de imunofluorescência direta e a prova biológica em camundongos foram realizados em todos os bovinos que morreram, com a finalidade de confirmar ou descartar o diagnóstico de raiva. Métodos laboratoriais específicos das rotinas de virologia, bacteriologia e toxicologia foram empregados, como complementares, para o estabelecimento do diagnóstico diferencial. Foram investigados 236 bovinos com doença neurológica, sendo 85 casos de ocorrência individual e 151 casos distribuídos por surtos que ocorreram em 79 rebanhos. As encefalopatias (180/236; 76,2%) predominaram sobre as mielopatias (27/236; 11,4%). As doenças inflamatórias determinadas por infecções (98/236; 41,5%) e as doenças tóxicas (91/236; 38,6%) foram as principais, enquanto as causas degenerativas (10/236; 4,2%), metabólicas (9/236; 3,8%), físicas (9/236; 3,8%), neoplásicas (4/236; 1,7%), e os defeitos congênitos (1/236; 0,4%) ocorreram menos frequentemente. Os casos inconclusivos somaram 5,9% (14/236). A meningoencefalite por BoHV-5 e a raiva foram as doenças de frequência maior e podem ser consideradas as mais importantes. Dentre as causas tóxicas, as intoxicações por plantas se destacaram (63/91; 69,2%) e foram responsáveis por 26,6% de todos os casos. Destacaram-se ainda a polioencefalomalácia, a meningoencefalite trombótica por Histophilus somni e o botulismo. Essas informações contribuem para que os médicos veterinários adotem condutas mais efetivas de diagnóstico e de prevenção, e são valiosas para o sistema oficial de vigilância epidemiológica do estado.