重度の場合や上記の保存的療法が無効な場合は手術療法が効果的です。
関節鏡視下手術：痛みの原因が半月板損傷や軟骨遊離体の場合等に効果的です。小さな傷で、入院期間も短期ですみます。
高位脛骨骨切り術：骨の形を矯正して内側の痛い部分にかかる負担を軽くします。自分の骨や軟骨を温存するので、スポーツ活動などにも復帰が可能です。
人工関節置換術：変形した関節の表面を人工の部品で置き換えます。関節の表面を全部換える方法（TKA）と、痛い内側の部分だけを換える方法（UKA）があります。