Il trattamento chirurgico deve essere utilizzato solo su pazienti con emiballismo grave che non ha risposto ad altre forme di trattamento. I neurochirurghi hanno provato, con discreto successo, diversi tipi di intervento: dalla asportazione dell'area motoria corticale alla sezione del peduncolo cerebrale). La talamotomia sembra comunque essere l'intervento con maggiore possibilità di esito favorevole.