Il trattamento chirurgico ha come obiettivo quello di rimuovere tutto il tumore oppure, se ciò non è possibile, la maggior parte della massa tumorale. È eseguibile solo nel caso in cui il tumore sia localizzato e non interessi un'area del cervello in cui l'intervento chirurgico causerebbe menomazioni alla persona. La rimozione chirurgica ha il vantaggio di ridurre la compressione sul restante tessuto cerebrale sano e di aumentare l'efficacia delle terapie successive, rimuovendo le aree emorragiche e necrotiche. Eventuali tumori non asportabili chirurgicamente possono essere sottoposti a biopsia stereotassica al fine di determinare l'esatto tipo del tumore. L'intervento chirurgico è delicato e pericoloso, e per questo motivo il medico, insieme al suo staff, è tenuto ad informare il malato dei possibili rischi della procedura.