L'unica possibilità di curare un cancro bronchiale in modo definitivo è offerta dall'exeresi chirurgica radicale, eseguita cioè prima che il tumore si sia diffuso oltre ai limiti praticamente raggiungibili (stadio I, II e IIIA).I malati giudicati operabili sono sottoposti a toracotomia, ma nel 5-6% l'exeresi radicale risulta impossibile, perché il tumore invade oramai strutture vitali e nell'8-10% risulterà non radicale perché vi sarà tumore residuo nei margini di resezione.Si esegue una lobectomia o una pneumonectomia. È dimostrato che l'exeresi limitata ad un solo lobo può essere altrettanto radicale della pneumonectomia, perché anche la lobectomia può essere completata dalla toeletta dei linfonodi mediastinici. Inoltre la pneumonectomia è responsabile di un danno respiratorio maggiore, spesso mal sopportato dalle persone anziane.La pneumonectomia è quindi eseguita in un caso su quattro: essa è riservata ai casi nei quali il tumore interessi strutture ilari (bronco principale, tronco principale dell'arteria polmonare o ambedue le vene polmonari) ed è eseguibile solo se le prove funzionali facciano presumere che il paziente potrà vivere con un polmone solo. In qualche caso, ricorrendo a plastiche bronchiali, si riesce ad asportare un tumore dei lobi superiori che sconfina nel bronco principale, conservando i lobi inferiori (resezione "a manicotto"). Nella chirurgia di exeresi, allo scopo di risparmiare un volume polmonare più ampio possibile, si possono eseguire plastiche bronchiali "a manicotto" ("sleeve resection") o "a gomito" ("wedge resection"), così da conservare, ad esempio, il lobo inferiore di un tumore del tronco lobare superiore sconfinante nel bronco principale.  in alternativa all'estesa cura demolitrice.È una chirurgia difficile ed impegnativa, che deve tutelare i criteri oncologici con esame istologico estemporaneo dei margini della sezione bronchiale. La scelta deve essere presa con equilibrio, valutando nei singoli casi il vantaggio del risparmio e il rischio di un'exeresi insufficiente. Le complicazioni sono la stenosi, la fistola bronchiale (che può trasformarsi in fistola bronco-vascolare mortale) e la recidiva neoplastica; in quest'ultimo caso la pneumonectonia è difficile perché le strutture vascolari e gli elementi bronchiali sono inglobati in una massa sclerotica.Nei Centri di maggiore esperienza questa chirurgia rappresenta circa il 7% delle exeresi (a Torino negli anni '80 è stata attuata in 75 casi su 1173 lobectomie e pneumonectomie, cioè nel 6.4%).Questo orientamento conservativo nella chirurgia del cancro è anche applicabile ai tumori bronchiali benigni o a basso grado di malignità localizzati in sedi favorevoli. Si può, in certi casi, resecare solo il segmento bronchiale malato senza demolizione polmonare; in tumori sicuramente benigni ci si può limitare all'escissione di una piccola losanga di parete bronchiale comprendente la base di impianto della neoformazione, seguita dalla sutura della breccia residua.Nei tumori periferici diffusi alla parete toracica può eseguirsi l'exeresi in blocco della neoplasia e di una o più coste; ciò può essere fatto anche per il tumore dell'apice con Sindrome di Pancoast.Nei tumori periferici può essere indicata la videochirurgia toracoscopica.