Ameliyat öncesi hastaya detaylı nörolojik muayene yapılır, ince kesit kapsamlı beyin MR incelemesi sonrası; beyin cerrahisi, nöroloji ve psikiyatri uzmanları ameliyata karar verirler. Beyin MR görüntüleri bilgisayar yazılımına aktarılarak uyarılacak derin beyin çekirdekleri milimetrik hassasiyette belirlenir. Ameliyat sabahı hastanın başına hedeflemeyi sağlayacak bir çerçeve yerleştirilerek beyin tomografi görüntüsü alınıp MR görüntüsüyle birleştirilir ve milimetrik hedefler daha da kesin hale getirilir.

Ameliyat, hastanın durumuna göre uyanık ya da genel anestezi altında tam uyutularak yapılabilir. Steril şartlarda, başın ön tarafından iki yanlı küçük kesilerle kafatasına 1 cm çapında iki adet delik açılıp önceden belirlenen hedeflere yaklaşık 2 milimetre çapında ince elektrodlar (kablolar) iki yanlı olarak yerleştirilirler.  Bu kablolar cilt altından yapılan tünelle sağ köprücük kemiğinin altında cilt altına yerleştirilen bir pile bağlanırlar ve kesiler dikilerek sistem tamamen kapalı hale getirilir. Hastalar genelde 3 ila 5 gün hastanede yatırılırlar ve pil ayarları genelde ameliyattan 2 hafta sonra poliklinik şartlarında yapılır.