Se proyecta que el número de personas mayores se duplique en los próximos 50 años a nivel mundial, lo que resultará en una mayor prevalencia de enfermedades neurodegenerativas. El envejecimiento causa cambios en la homeostasis del tejido cerebral, contribuyendo así al desarrollo de trastornos neurodegenerativos. Los tratamientos actuales no son completamente efectivos, por lo que se están buscando activamente tratamientos alternativos o agentes adyuvantes. Las propiedades antioxidantes de los compuestos fenólicos son de particular interés para las enfermedades neurodegenerativas cuyos mecanismos psicopatológicos dependen en gran medida del estrés oxidativo a nivel cerebral. Además, los compuestos fenólicos presentan otras ventajas, como la permeabilidad de la barrera hematoencefálica (BHE) y los interesantes mecanismos moleculares que revisamos en este trabajo. Comenzamos esbozando brevemente la fisiopatología de las enfermedades neurodegenerativas para entender los mecanismos que resultan en daño cerebral irreversible, luego proporcionamos una clasificación general de los compuestos fenólicos que se abordarían más adelante. Revisamos estudios in vitro e in vivo, así como algunos ensayos clínicos en los que se demostraron mecanismos neuroprotectores en modelos de diferentes enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), la enfermedad de Alzheimer (EA), la enfermedad de Parkinson (EP), la isquemia y la lesión cerebral traumática (LCT).