Le quartier opératoire est situé à côté de l'unité d'embolisation. Dès que l'embolisation est terminée, la patiente est immédiatement transférée dans une salle de chirurgie pour débuter directement l'intervention chirurgicale (l'exérèse du fibrome).
Cette intervention chirurgicale se déroule la plupart du temps par coelioscopie, c'est-à-dire que le chirurgien opère à l'intérieur du ventre avec des instruments spéciaux qui sont entrés dans le ventre via trois petites incisions de moins d'un centimètre de diamètre chacune. Lorsque le fibrome est séparé de l'utérus, il est découpé avec un couteau circulaire spécial en sections de petit diamètre qui peuvent être retirés du ventre par les petites incisions.
Ce type d'intervention et ces techniques nécessitent une salle d'opération spécialement équipée qui permet de recevoir tout le matériel nécessaire pour réaliser l'intervention par coelioscopie. Le chirurgien doit avoir en face de lui plusieurs écrans vidéo afin que l'image qui est restituée corresponde exactement à la réalité. Grâce à la performance des nouvelles caméras et des optiques, dans beaucoup de cas, l'image rendue par les écrans video est de meilleure qualité et plus précise que ce que l'oeil humain peut voir lorsque le chirurgien opére de manière classique à ventre ouvert.