Meestal bestaat de operatie uit twee delen:
Eerst lig je op je rug en brengt de uroloog via de cystoscoop een dun slagetje (uretercatheter) of dubbel J stent in de urineleider (ureter). De uretercatheter wordt bevestigd aan een blaassonde. Via deze uretercatheter kan tijdens de ingreep contrastvloeistof worden opgespoten om zo het verzamelsysteem van de nier in beeld te brengen (nierbekken en kelken).
In de tweede fase van de operatie word je op je buik gedraaid.
De nier ligt aan de rugzijde van het lichaam, en wordt via de huid van de rug aangeprikt. De nier wordt in beeld gebracht met een echo-apparaat of met behulp van röntgenstralen waarna hij met een dunne naald wordt aangeprikt (punctie). Wanneer er via deze naald urine naar buiten komt, is er een verbinding tot stand gebracht met het nierbekken. Het kanaaltje dat door de naald is gemaakt wordt verwijd tot een doorsnede van ongeveer één centimeter.
Je uroloog zal de nier inspecteren en de steen verwijderen. Wanneer de steen groter is dan de doorsnede van de buis, dan moet de steen eerst met speciale apparatuur verkleind worden, waarna de steenstukjes worden weggenomen.
Omdat de urine na de ingreep meestal bloederig is, wordt na verwijdering van de steen de holle buis vervangen door een nierkatheter. Via dit slangetje wordt de urine rechtstreeks afgevoerd. Soms is de steen zo groot dat hij niet altijd in een keer kan worden verwijderd. De reststenen worden dan meestal door de niersteenvergruizer verkleind waarna de deeltjes uitgeplast worden. Soms is een tweede percutane behandeling of een ureterorenoscopie nodig.