Deras studier på överlevande i Liberia visade att ett stort antal hade utvecklat svaghet, minnesförlust och depressiva symtom under de sex månader som följde efter att ha släppts ut från en ebolaenhet.
Andra patienter var "aktivt självmordsbenägna" eller hade fortfarande hallucinationer.
Mer än 17.000 människor i Västafrika har överlevt ebolainfektionen.
Bevisen, som presenteras vid årsmötet av Academy of Neurology, är en tidig glimt av en mycket bredare studie av långsiktiga hälsoproblem efter Ebola.
Den första analysen, på 82 överlevande, visade att de flesta hade haft allvarliga neurologiska problem vid infektionens höjdpunkt, inklusive hjärnhinneinflammation, hallucinationer eller fall i koma.
Sex månader senare hade nya långsiktiga problem uppstått.
Omkring två tredjedelar hade kroppssvaghet, medan regelbunden huvudvärk, depressiva symtom och minnesförlust påträffades hos hälften av patienterna.
Två av patienterna hade varit aktivt självmordsbenägna vid tidpunkten för bedömningen.
Doktor Lauren Bowen, från National Institute of Neurological Disorders and Stroke, sade till BBC: " Det var ganska slående, detta är en ung patientpopulation, och vi skulle inte förvänta oss att ha sett denna typ av problem.
"När människor hade minnesförlust, tenderade det att påverka deras dagliga liv, med en viss känsla av att de inte kunde återvända till skolan eller normala jobb, en del hade fruktansvärda sömnproblem.
"Ebola har inte åkt iväg för de här människorna."
Infektion med Ebola härjar i kroppen. Vissa av symptomen kan förbättras med tiden som kroppen läker, andra kan vara ner till socialt trauma eftersom många överlevande är utfrysta från sina familjer och samhällen.
Men andra symptom, däribland ögonproblem, tyder på skador på hjärnan, som kanske inte läker.
Under tiden väckte data som tidigare lades fram vid konferensen om retrovirus och opportunistiska infektioner oro över den sexuella överföringen av viruset hos överlevande.
Det indikerade 38% av män hade testat positivt för Ebola i deras sperma vid minst ett tillfälle under året efter återhämtning.
Och i det mest extrema fallet hade Ebola upptäckts 18 månader senare.
Ändå rapporterade de flesta överlevande att de var sexuellt aktiva, och endast fyra av 100 använde kondom.
De flesta människor som överlever en ebola infektion kommer att ha långvariga hälsoproblem, säger läkare från USA National Institutes of Health.