Qui, nel 1862, il neurologo Jean-Martin Charcot vi fece il primo ingresso quando era studente ventitreenne e vi iniziò poi, nel 1873, un corso libero di malattie nervose che ebbe un successo prodigioso. Presto assunse la direzione del reparto e negli anni successivi diresse i suoi studi sull'isteria e l'ipnosi. La Salpêtrière, che nel corso della sua storia funse anche da prigione per prostitute e da manicomio per malati mentali, criminali, epilettici e poveri, divenne così un famoso centro psichiatrico che richiamava studenti da tutta Europa per seguire le lezioni da lui tenute. Tra questi vi era il celebre Sigmund Freud, allora giovane studente che, interessato alle ricerche di Charcot sull'isteria (malattia allora considerata tipicamente femminile), chiese una borsa di studio presso la Salpêtrière. Quest'ultimo divenne per Freud un importante modello destinato ad influenzare il suo pensiero. La Salpêtrière con Charcot assistette alla nascita della neurologia e in suo onore venne istituita presso la stessa la prima cattedra di malattie nervose al mondo ("cattedra Charcot") che ancora oggi vanta notevole prestigio.