Con un bisturí se incide el cuero cabelludo y se expone la porción del cráneo necesaria. Este hueso se corta con una sierra y se retira comenzando la fase intracraneal de la cirugía. La capa más gruesa de las meninges, la duramadre, se recorta y levanta dejando expuesta la corteza cerebral. A partir de este punto, la cirugía se realiza bajo visión microscópica. La magnificación de la visión facilita al neurocirujano la identificación de las estructuras y aumenta la seguridad y precisión.

Con técnicas microquirúrgicas se separan las circunvoluciones cerebrales para poder adentrarse en los surcos y cisuras del cerebro. Por ellas discurren arterias y venas de diferente calibre que siempre hay que respetar. Tras identificar la lesión ésta se diseca en todo su perímetro y se extirpa. Si la cirugía se hace para tratar un aneurisma cerebral, se exponen todas las arterias relacionadas con él para finalmente aplicar uno o varios clips en el cuello del aneurisma y excluirlo de la circulación sin ocluir ninguna arteria.

El campo es continuamente irrigado con suero fisiológico para mantenerlo limpio e hidratado. Si se produce alguna pequeña hemorragia el neurocirujano la resuelve con productos hemostáticos y coagulación bipolar.

Concluido el objetivo de la cirugía se revisa que no haya ningún sangrado y se sutura la duramadre, se repone y fija la porción de cráneo retirada, y se sutura el cuero cabelludo.