Koirien yleisin neurologinen sairaus on epilepsia, joka aiheuttaa toistuvia kohtauksia. Muita neurologisia sairauksia ovat esimerkiksi ataksia ja enkefalomyelopatia.
Epilepsia on aivojen sähköisen toiminnan häiriö
Epilepsian kaltaisia oireita saattaa esiintyä muissakin neurologisissa sairauksissa, ja siksi epilepsian diagnosointi on erityisen hankalaa. Lisäksi diagnoosin varmistamiseksi tulisi saada kohtauksen aikainen aivosähkökäyrä, mikä ei useinkaan ole mahdollista. Epilepsiakohtauksen oireet vaihtelevat ja ne saattavat olla esimerkiksi poissaolokohtauksia tai tärinä- ja kouristuskohtauksia. Kohtaus voi lisäksi olla yleistynyt tai paikallinen eli esimerkiksi vain yksi raaja saattaa täristä ja kouristella.
Perinnöllinen epilepsia voi puhjeta vanhemmillakin koirilla, mutta tyypillisesti ensimmäinen kohtaus tulee nuorena. Koska tarkkojen aivosähkökäyrien saaminen 
on hyvin hankalaa, tehdään diagnoosi siten, että pyritään sulkemaan muut neurologiset sairaudet pois. Tämä tapahtuu muun muassa erilaisten verikokeiden, virtsa- ja ulostenäytteiden ja kliinisen tarkastelun avulla. Koiralle voidaan tehdä myös neurologinen status, jossa mitataan sen reaktioita tiettyihin ärsykkeisiin ja katsotaan, miten hyvin koira pystyy kohdistamaan katseensa.
Epilepsiaan ei ole parantavaa hoitoa, mutta kohtauksia voidaan ehkäistä melko tehokkaasti lääkityksellä. Jos kohtauksia esiintyy vain erittäin harvoin, ei lääkityksen aloittaminen välttämättä ole aiheellista. Toisaalta lääkityksen avulla voidaan saada kohtaukset loppumaan kokonaan. Jos koiran kohtaukset jatkuvat epilepsialääkityksestä huolimatta, on syytä hakeutua uudelleen eläinlääkäriin tarkempia tutkimuksia varten.