Una vez confirmado el diagnóstico por cistoscopia o por una uretrografía previa, se coloca al paciente en posición de litotomía y se limpia el meato urinario con un agente de limpieza quirúrgico adecuado (scrub), que suele contener Povidona yodada, y se cubre quirúrgicamente. Se administra un antibiótico intravenoso u otra medicación antiinfecciosa junto con una solución salina normal intravenosa, y se deja correr hasta que se complete la administración de la dosis prescrita. La mayoría de las veces, la sedación del procedimiento será el complemento elegido para la comodidad del paciente, y éste habrá recibido medicación ansiolítica intravenosa en algún momento antes o durante la preparación quirúrgica. Esta medicación suele ser una benzodiacepina, a menudo se emplea diazepam o midazolam. El cirujano urológico o el anestesista también pueden optar por administrar un analgésico narcótico como el citrato de fentanilo, dependiendo del nivel de incomodidad previsto por el cirujano. En algunos casos, normalmente cuando hay estenosis más largas, se puede seleccionar un agente hipnótico de metabolización rápida como el propofol, ya que permite la inducción inmediata de anestesia general de corta duración (nota: la intubación endotraqueal también será necesaria si se administra anestesia general). El anestesista realiza una monitorización constante de las constantes vitales, incluyendo la pulsioximetría, la monitorización cardíaca (ECG), la temperatura corporal y la presión arterial, hasta que el paciente es dado de alta en la unidad de recuperación postoperatoria.
Se instila un anestésico tópico, normalmente lidocaína viscosa, en la uretra, y se aplica una pinza peneana (corona) durante al menos cinco minutos, y luego se retira inmediatamente antes de la inserción de un cistoscopio equipado con un sistema de inyección transuretral que contiene un anestésico local (la mayoría de las veces lidocaína al 2% (simple), o bupivicaína al 0,5% (simple)). El cirujano urológico inyectará el anestésico en las posiciones de las doce, las cuatro y las ocho, en la cara de la estenosis, utilizando una técnica infiltrativa, y asegurándose de que se ha medicado toda la longitud de la estenosis. Se retirará el cistoscopio (y el sistema de inyección) y se dejará un tiempo suficiente para que el anestésico local haga efecto (normalmente entre cinco y diez minutos).
En este momento se introducirá un uretótomo rígido o una combinación de cistoscopio/uretótomo flexible y se guiará hasta la cara de la estenosis y se desplegará una pequeña cuchilla hacia la punta del instrumento utilizando un mecanismo de disparo para cortar la estenosis en los lugares determinados por el cirujano. Una vez completada la incisión o incisiones internas, se retira el instrumento y se inserta una sonda de Foley del tamaño adecuado a través de la reparación y dentro de la vejiga urinaria, y se bloquea en su lugar llenando su globo (colocado dentro de la vejiga cerca de la unión uretral) con agua estéril. El catéter de Foley tiene dos propósitos: en primer lugar, proporciona el drenaje de la orina producida en los riñones y, en segundo lugar, asegura las zonas incisas, manteniéndolas abiertas de tres a siete días para permitir la curación completa de la uretra. A continuación, el catéter se conecta a un sistema de drenaje de la sonda urinaria (bolsa grande o bolsa para la pierna) a través de un tubo de polipropileno transparente.