Tra il 10% e il 20% dei casi di emotorace conseguenti a trauma richiedono un intervento chirurgico. Gli emotoraci più gravi o quelli che continuano a sanguinare dopo il drenaggio sono quelli che più facilmente vengono candidati al trattamento in sala operatoria. Questo può comportare una tradizionale procedura a torace aperto (toracotomia) oppure può essere eseguita una videotoracoscopia (o VATS, dall'acronimo inglese "video-assisted thoracoscopic surgery"). Sebbene non sia stato stabilito universalmente un quantitativo di perdita ematica per cui procedere all'intervento, le indicazioni generalmente accettate includono più di 1500 ml di sangue drenato da una toracostomia, più di 200 ml di sangue drenato all'ora, instabilità emodinamica o necessità per ripetere le trasfusioni di sangue.