手术切除为治疗动静脉畸形的最根本方法，不仅能杜绝病变再出血，还能阻止畸形血管盗血现象，从而改善脑血流。只要病变位于手术可切除部位，均应进行开颅切除，应用显微手术技术，颅内动静脉畸形手术切除效果满意。血管内介入栓塞加手术切除联合应用，在当前开展最广泛，对位于脑深部重要功能区如脑干、间脑等部位的动静脉畸形，不适宜手术切除。
手术切除后残存的动静脉畸形，直径小于3cm，可考虑Y-刀或X-刀治疗，使畸形血管内皮缓慢增生，血管壁增厚，形成血栓而闭塞，但在治疗期间，仍有出血可能。