Beyin ameliyatı, acil durumlarda müdahale gerektiren trafik kazaları ya da beyin damarlarının hasar görmesi sonucu oluşabilecek beyin kanamaları gibi durumlarda yapılır. Bununla birlikte, beyinde oluşan tümörler nedeniyle de beyin ameliyatı yapılabilir. Beyin ameliyatının türüne "kraniotomi" adı verilmektedir. Ameliyat öncesinde, akciğer kontrolleri yapılmak üzere göğüs hastalıkları polikliniğine gidilir. Daha sonra, kardiyoloji polikliniğinde kalp veya tansiyonla ilgili bir sorun olup olmadığına bakılır. Şeker veya kolesterol varsa, endokrin polikliniğinde gereken tetkikler istenir. Son olarak, hasta anesteziyoloji polikliniğine yönlendirilir. Beyin ameliyatı, alanında yetenekli ve tecrübeli uzman doktorlar tarafından gerçekleştirilir.

Beyin ameliyatında, beyinde oluşan tümör alındıktan sonra hastayı enfeksiyonlardan korumak çok önemlidir. Beyin ameliyatında, kafatasından alınan kemik parçası bir kenarda bekletilir. Kafada bir kesi açılarak sorunlu bölgeye ulaşılır. Beyin ameliyatı durumlarında, öncelikle tümörün tipine, yerleşim yerine ve literatürde yer alan tedavi sonuçlarına bakılarak analiz yapılır ve tedavi buna göre belirlenir. Beyin tümörlerinin çoğunda cerrahi girişim ön planda tutulan tedavi yöntemidir. Ancak, beyin sapında lokalize tümörlere cerrahi yolla ulaşmak ve tedavi yapma olanağı olmayabilir. Bu durumda, radyoterapi yani ışın tedavisi uygulanır. Bu işlem genel anestezi altında yapılır. Önce ameliyat yapılacak bölgenin saçı kesilir. Sonra cerrahi saha antiseptik solüsyon ile temizlenir ve cilde ince çizgilerle sınırlar belirlenir. Daha sonra cilt altı "galea periost" denilen dokular kemik üzerinden sıyrılır. Özel bir kafile muhafaza edilir. Tümör derin yerleşimli ise, beyin dokusuna az hasar vermek için navigasyon destekli bilgisayar sistemi kullanılır. Tümörün bulunduğu yere göre en az riskli bölge belirlenir ve oradan girilir. Beyin dokusuna ulaşıldıktan sonra tümör uygun cerrahi tekniklerle çıkarılır. Çıkarıldıktan sonra kanama kontrolü yapılır. Daha önce çıkarılan kemik tekrar yerine yerleştirilir. Üstüne cilt altı kapatılarak ameliyat sonlandırılır.

Beyin ameliyatı sonrasında, yaranın enfeksiyon kapmaması için enfeksiyon riski düşük odalara alınmak çok önemlidir. Eğer hasta enfekte olursa, bu durum hastanın ölümüne yol açabilir. Anestezi bölümünde hasta uyandırma ünitesine, oradan da yoğun bakıma alınır. Hastanın bilinci sık aralıklarla kontrol edilmelidir. Özellikle ilk gece, hasta sık aralıklarla uyandırılır. Hasta ikinci günden sonra normal odaya alınır. Beyin ameliyatı geçiren hastaların genellikle 3-5 gün içinde taburcu olması sağlanır. Hastanın dikişleri 8-10 gün sonra alınır.

Beyin ameliyatı sonrası hastanın yaşamını etkileyebilecek en yaygın komplikasyonlar arasında inme, felç, ciddi entelektüel işlev bozukluğu ve yatağa bağımlılık görülebilir. Bu durumların ameliyat sonrası ortaya çıkma olasılığı her zaman mevcuttur ancak genellikle görülme sıklığı düşüktür. Ameliyat sonrası ölüm riski ise çok nadirdir.