Nei casi scarsamente responsivi al trattamento conservativo, in cui il quadro sintomatologico peggiora nel corso del tempo e diventa progressivamente invalidante, o nei casi in cui compaiano dei deficit neurologici sensitivi e/o motori a carico di uno od entrambi gli arti inferiori, l’intervento chirurgico costituisce spesso l’unica e ultima via percorribile dal punto di vista terapeutico. In anestesia generale, individuato il livello (o i livelli nel caso di stenosi multisegmentale) da trattare, si esegue una decompressione del canale vertebrale con l’asportazione di alcuni segmenti ossei e legamentosi (laminectomia e flavectomia) al fine di restituire al sacco durale ed alle strutture in esso contenute lo spazio adeguato.

La decompressione delle strutture nervose può essere ottenuta tramite differenti tecniche chirurgiche, che comportano un'esposizione più o meno ampia del sacco durale e delle radici emergenti e, nel contempo, una compromissione più o meno estesa delle strutture anatomiche deputate a stabilizzare il segmento di moto vertebrale. Quando la stabilità di quest'ultimo viene compromessa ad un livello critico, vi sono elevate probabilità che si verifichi un'instabilità "iatrogena" nell'immediato post-operatorio o dopo qualche mese dall'intervento. Al contrario se la decompressione nervosa è stata insufficiente, è probabile che, dopo un periodo di tempo variabile, la sintomatologia radicolare si ripresenti. È opportuno perciò differenziare il trattamento chirurgico in base al tipo di stenosi ed in base all'instabilità eventualmente presente a livello stenotico.

In caso di instabilità del rachide documentata mediante esami strumentali, alla fase di decompressione fa seguito la stabilizzazione vertebrale con viti peduncolari e barre. Le tecniche utilizzate oggi sono tecniche mininvasive che permettono la risoluzione dei sintomi con piccole incisioni chirurgiche che risparmiano i tessuti ed i muscoli paravertebrali (Fig. 3 e 4).