Hasta ameliyathaneye gelmeden önce yatağındayken sakinleştirici bir iğne yapılır. Ameliyat öncesi hazırlıkları tamamlanan hastalar, diz protezi uygulanması amacıyla genellikle ilk vaka olarak ameliyathaneye alınırlar. Anestezi uygulandıktan sonra hastaya sonda takılır. Daha sonra ameliyat edilecek olan bacak ve diz eklemi iyice temizlenir, dezenfekte edilip steril olarak örtülür. Ameliyat sahası drape denilen anti mikrobik streç filmlerle kaplanır.
Diz protez ameliyatında dizin önünden yaklaşık 10-12 cm. lik bir kesi ile girilmekte, ciltaltı yağ dokusu ve eklem kapsülü geçildikten sonra diz eklemine ulaşılmaktadır. Öncelikle yumuşak dokular (menisküsler, iç bağlar, sinovia vs.) ve kireçlenmiş kemik parçaları temizlenmektedir. Daha sonra uyluk kemiği ve kaval kemiğinin -gerekirse ayna kemiğinin- de diz eklemine bakan yüzeyleri, protezlerin konulacağı şekilde düzgün bir yüzey elde edilmesi amacıyla, gerekli ölçümler yapıldıktan sonra motorlu testereyle kesilmektedir. Kesilen bu yüzeylere deneme amaçlı protezler takılıp, dizin hareket açıklığı ve stabilitesi kontrol edilir. Deneme protezlerinin farklı boy ve ebatları mevcut olup hasta için en uygun olanı seçilir. Eğer bir sorun yoksa deneme protezler çıkarılıp, boy ve ebatları belirlenmiş uygun ölçüdeki kalıcı protezler çimentolu ya da çimentosuz olarak kemiğe tutturulur.
Operasyonun deneyimli ellerdeki normal süresi 1-1.5 saat civarındadır. Operasyon sonrası hastalar 30 dakika -1 saat arasında ayılma odasında bekletilmekte ve sonra servis odalarına alınmaktadır. Dahili sorunları olan veya çok yaşlı hastalarda zaman zaman yoğun bakım ihtiyacı olabilir.
Hastaların dizinin içinde biriken kanı boşaltmak için ameliyatın sonunda dren uygulanır ve genellikle ameliyattan 24-48 saat sonra çıkarılır. Elastik bandaj, bacağa giydirilmiş antiembolik çoraplarla emboli riski en aza indirilmeye çalışılır. 3-4 saat sonra hastalara yemek verilir.
