Kraniotómia: Miután a fejbőr egy részéről leborotválják a hajat, bemetszést ejtenek a bőrön. Nagy fordulatszámú fúróval és speciális fűrésszel a daganat fölött eltávolítanak egy kis csontdarabot, majd eltávolítják az agydaganatot. Ezt követően a csontot rendszerint visszahelyezik, és a sebet bevarrják. A daganat kimetszésére szikét használnak, de a daganat lézerrel (hő útján), vagy ultrahang segítségével roncsolható, majd a kisebb darabok kiszívhatok (aspirálhatok). A lézeres és az ultrahangos eljárások akkor jönnek szóba, ha a daganat kimetszése nem oldható meg a műtét során.

Sztereotakxiás eljárások: Számítógépes ábrázolás segítségével megalkotják a daganat háromdimenziós képét, és így pontosan azonosítani tudják annak helyét, és a többi agyi struktúrához való viszonyát. A háromdimenziós képet úgy is elő lehet állítani, hogy a beteg koponyájához egy rudakból álló fém ábrázoló keretet rögzítenek. A CT-felvételen a rudak pontokként jelennek meg, és viszonyítási pontokként szolgálva megkönnyítik a daganat helyének meghatározását. Vannak olyan technikák is, pl. a mutató pálca vagy az iránytű rendszer alkalmazása, melyekhez nincs szükség a fenti keretre: ahelyett használhatók. Sztereotakxiás eljárással szövetminta vehető, daganatok távolíthatók el, vagy kemoterápiás szert, esetleg radioaktív anyagok ültethetők be.

Sugársebészet: A sugársebészet nem igazi sebészet, mivel nincs szükség műtéti metszésre. A daganat szétroncsolását fókuszált sugárnyalábbal érik el. A fókuszáltság miatt kisebb sugárdózis alkalmazható. Többféle készülék tud ilyen sugárzást előállítani, ilyen például a gamma-kés és a lineáris gyorsító.

A gamma-kés használatakor a beteg koponyájához ábrázoló keretet rögzítenek. A beteg egy mozgatható ágyon fekszik, és a keret fölé egy nagy, átlyuggatott sisakot kap. Ezt követően az ágy feji része becsúszik egy radioaktív kobaltot tartalmazó gömbbe. A sugár a lyukakon keresztül bejut a sisakba, és pontosan a daganatot éri.

A lineáris gyorsító gyűrű alakban veszi körül a beteg fejét, aki egy mozgatható ágyon fekszik. A gyorsító a sugárzást pontosan a daganatra irányítja.

Implantátumok: A daganat eltávolítása után mielőtt a koponyát és a fejsebet lezárnák, a daganat helyére kemoterápiás szert helyeznek. A gyógyszer felszabadul, és elpusztítja a bent maradt rákos sejteket.

Bőrmetszésen keresztül egy vékony cső (katéter) is bevezethető, és ezen át radioaktív anyagokat lehet közvetlenül a daganatba juttatni. Ezeket néhány nap, hónap után el lehet távolítani, de bent is hagyhatók. A külső besugárzásban részesülő betegekkel ellentétben ezek a betegek egy ideig radioaktívak, és az orvos utasításainak megfelelő óvatossággal kell eljárniuk. Ezután az elpusztult daganatsejteket műtéti úton távolítják el.

Söntök: Koponyaűri nyomást fokozó daganat kezelésekor műtéti úton sönt ültethető be. A sönt egy vékony csodarab, amelyet az agy egyik kamrájába vagy pedig, néha, a gerincvelő körüli likvort tartalmazó szubarachnoideális térbe vezetnek be. A cső másik végét a bőr alatt rendszerint a hasüregbe vezetik. A felesleges mennyiségű agyvíz az agyból a hasüregbe kerül, ahol felszívódik. A söntbe egy egyenirányító szelep van beépítve, amely megnyílik, ha az agyban túl sok likvor termelődik, és a nyomás megnő. A söntök lehetnek átmeneti (a daganat eltávolításáig) vagy állandó söntök.