Em casos específicos, onde há baixa resposta ao tratamento clínico, déficit motor persistente/progressivo, ou instabilidades (movimentos anormais entre as vértebras), pode-se indicar tratamento cirúrgico cuja técnica deve ser individualmente estudada.
Sindrome da Cauda Equina: ocorre quando há sofrimento/compressão de raízes que controlam a inervação da bexiga, sensibilidade do períneo. nestes casos o paciente apresenta-se com dor lombar, anestesia em sela (região perineal) e disfunção da bexiga (retenção ou perda). A não intervenção pode acarretar em dano neurológico irreversível.
Mielopatia Cervical: Em casos de hérnias torácicas ou cervicais pode haver sofrimento ou compressão da medula, cursando com perdas sensitivas, motoras e controle motor fino e liberação piramidal (hiperreflexia e reflexos patológicos – Hoffmann, Babinski, Scaping Finger, e clônus). A não intervenção pode acarretar em dano permanente.
Radiculopatia Progressiva: quando um nervo é agredido por uma fragmento de hérnia discal, além da dor neuropática (padrão de choque, formigamento, queimor), há alterações proprioceptivas, sensitivas, motoras que se instalam, mesmo que de forma leve, decorrentes de isquemia e hipóxia do nervo. Esta irritação do nervo pode então progredir levando a uma degradação da bainha de mielina (capa de gordura que acelera a condução dos nervos), denominada degeneração Walleriana. A partir de então, o organismo passa a repor esta bainha de mielina numa taxa de 1-2mm/ dia. Se este nervo estiver sofrendo com pinçamento crônico e crises agudas, ou se a crise inicial se apresentar com uma importante perda funcional, o processo recomposição da bainha torna-se errático, podendo não se completar, tornando este nervo, e consequentemente o membro por ele inervado, disfuncionais. Estudo dizem que a viabilidade do nervo tolera até 8-12 semanas de tratamento clínico, entretanto isto não dever ser aplicado de maneira generalizada, devendo-se analisar caso a caso de modo a evitar que uma radiculopatia crônica se instale, isto é, caso uma hérnia de disco que esteja comprometendo uma raiz não seja removida a tempo, o paciente pode permanecer com perda de força, sensibilidade, propriocepção e/ou dor irreversível, mesmo que operada a posteriori.