La rehabilitación del Patio Cajal responde a las nuevas necesidades programáticas del edificio histórico, articulando los espacios museo Cajal, cafetería de la neurona y hall de acceso. La vegetación se desplaza hacia los límites del patio dejan­do un espacio abierto y sombreado por el que se puede circular libremente.  La composición del Patio Cajal está inspirada en sus dibujos, utilizando la vegetación como elementos que se disponen libremente en el patio y el agua como elemento conector de entre la figura de Cajal y la vegetación.

Se mantiene la vegetación con mayor interés como la palmera canaria, el ciprés y el palmito y se implanta un nuevo ejemplar de tilo, conocido por su uso medicinal en el ámbito de la neurología. La vegetación en el perímetro del patio se plantea como una colección botánica de plantas medicinales en las que se incluye un rosal hibridado especialmente en homenaje a la figura de Ramón y Cajal.

El agua está presente en torno a la estatua de Ramón y Cajal destacando su presencia y generando un ambiente fresco y agradable para los usuarios del patio. El pavimento alterna bandas de granito y líneas de acero que conectan con los alcorques y jardineras del patio, donde el agua forma parte del proceso de oxidación que se irá produciendo en el tiempo.