当腿痛和无力持续存在或呈进行性时，即使尝试了几种非手术坐骨神经痛治疗方法，通常也考虑手术治疗坐骨神经痛。在少数情况下，手术可被视为第一选择。
手术被视为第一选择的几个例子有:
1.马尾综合征----一种马尾神经根受压、下体运动和感觉功能丧失的医疗紧急情况。
2.腰椎肿瘤、积液(囊肿或脓肿)或严重骨折
3.双侧坐骨神经痛—影响双腿的坐骨神经痛，可能由多节段椎间盘突出、严重的单节段椎间盘突出或中央椎管狭窄引起。
4.对药物无反应的盆腔感染。
此外，当尽管进行了非手术治疗但腿痛和无力持续6至8周以上时和当疼痛影响日常活动时，可考虑进行手术。
手术的目的是消除坐骨神经痛的原因，控制疼痛和无力等腿部症状。然而，与坐骨神经痛相关的背痛在手术后可能不会改善。
坐骨神经痛的显微椎间盘切除术
显微切割术是治疗腰椎间盘突出症所致坐骨神经痛的常用手术方法，在该手术中，取出神经根下的一小部分椎间盘材料和神经根上的骨。虽然从技术上讲，显微椎间盘切除术是一种开放性手术，但它采用微创技术，切口较小，对组织的损伤也最小。研究表明，多达86%的患者在显微椎间盘切除术后坐骨神经痛可能减轻。
有多种手术方法可缓解神经根压迫或刺激的各种来源，例如:
1.椎板切除术。在该手术中，部分或全部椎板被去除，以便为脊神经提供更多的空间，最常见于腰椎管狭窄症引起的坐骨神经痛。据估计，75%至90%的患者在腰椎椎板切除术后可能会减轻疼痛。
2.孔切开术。在该手术中，通过去除骨过度生长来扩大神经孔，从而在神经根通过该开口离开脊柱时为其提供更多空间。
3.面部切除术。该手术用于缓解因关节面退化而导致的神经受压，通常对小平面关节进行修剪、底切或移除，以缓解神经压力。据估计，85%的患者在接受面部切除术后可能会减轻疼痛。
适当时，可将这些程序合并并同时执行。例如，椎板切除术可能与椎孔切除术同时进行，这种手术被称为椎板切除术。可结合上述情况进行其他手术结合使用，包括骨赘(异常骨生长)和肥大(过度生长)韧带切除。
与任何手术一样，也可能存在许多风险，包括但不限于神经或脊髓损伤、出血、感染、血凝块形成和术后持续症状的风险。
研究表明，与非手术治疗相比，坐骨神经痛手术治疗最长可在1年内更好地减轻疼痛和改善功能结局。然而，从长期来看(4至10年)，两种方法的结果通常相似。
除非有医疗紧急情况，如马尾综合征，否则坐骨神经痛的手术治疗通常由患者选择，患者决定是否接受手术主要取决于疼痛和功能障碍的程度、疼痛持续的时间、患者的总体健康状况以及患者的个人喜好。
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