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治疗复杂型腰椎间盘突出症有许多手术方法，手术的类型取决于髓核突出的程度、类型、症状和外科医生的偏好，手术最终的目的是通过腰椎间盘切除或融合解除髓核对神经的压迫。随着脊柱外科技术不断进步，对于椎间盘疾病的外科治疗已经从传统开放脊柱外科手术发展到微创性脊柱外科手术，在影像学检查的辅助下，可以精确诊断出疼痛根源和病变或退化的椎间盘位置，制定合适的微创手术方式。
当前主流的通道手术包括显微内镜椎间盘摘除术（micro endoscopic discectomy，MED）和微创经椎间孔腰椎融合术（minimally invasive surgery transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF），过去很长一段时间，由于脊柱内窥镜技术适应证相对狭窄，通道手术作为微创技术在治疗腰椎间盘时被广泛采用，随着时代的发展、脊柱内窥镜手术器械的变革更新，通道手术治疗单纯LDH的优势已经被脊柱内窥镜所取代，现阶段通道在阶梯治疗中主要针对腰椎间盘突出伴重度椎管狭窄、单节段腰椎不稳、Ⅱ度以内滑脱的患者（MIS-TLIF可以处理）。
1997美国学者Foley和Smith首次报道将后入路显微内镜椎间盘手术系统应用于腰椎间盘突出症手术治疗，并获得满意的疗效。1999年美国在第一代MED系统的基础上，开发出了第二代椎间盘镜手术系统METRX，此系统操作空间、器械类型、镜下视野放大倍数及图片质量都有明显提高。显微内镜腰椎间盘摘除术完美地将后路腰椎间盘摘除开放手术技术与先进的内窥镜影像监视系统技术结合在一起，成为一种容易被广大脊柱外科医生和患者所接受的微创手术。该术式采用硬膜外麻醉或全身麻醉，通过逐级扩张将椎间盘镜系统固定于椎间盘突出间隙上方，在直径1.8cm的工作通道内进行黄韧带的切除、椎板及小关节骨质的咬除、突出髓核组织的摘除以及神经根管的探查，所有操作在被放大64倍的操作视野下完成，使手术医生更容易辨别神经根、硬膜囊和血管等组织，和传统开放手术相比，发生并发症的风险更低，切口仅仅1.5cm，更加微创、更加精确，并且最大限度保留脊柱后柱的完整性，从而有效降低了传统开放手术术后瘢痕粘连和腰椎不稳发生率。可以说MED手术是传统开放手术的微创版、精细版。MED适应证比较广泛，包括单纯的LDH到单节段甚至双节段腰椎间盘突出并椎管狭窄。但是，对于多个节段的突出、突出髓核组织完全钙化、椎体滑脱的患者并不适用。
1998年，Harms等学者在后路腰椎融合术的基础上，开拓了经椎间孔腰椎融合术（transforaminal lumbar interbody fusion，TLIF）。2002年，Khoo和Foley等学者首次利用管状通道技术开展微创经椎间孔腰椎融合（MIS-TLIF）。MIS-TLIF是在棘突旁上下椎弓根连线做切口，通过逐级插入扩张管钝性分离多裂肌及最长肌间隙，利用管道牵开器和冷光源获取视野，即可暴露上下关节突、椎板、椎弓根、椎间隙，进行髓核摘除、椎板减压、椎间隙融合的操作。相对于传统的TLIF手术，这项技术避免了过度剥离椎旁软组织，很大程度地保留了椎旁肌肉、韧带及脊柱后柱结构的生理功能，从而有效地减小了手术创伤、提高了术后疗效。而且，MISTLIF和开放TLIF手术疗效几乎相同，当前MIS-TLIF可以用于单节段的伴有腰椎管狭窄、腰椎不稳、Ⅱ度以内的LDH，但是由于技术难度与手术风险，在处理Ⅱ度以上腰椎滑脱、多节段严重椎管狭窄尚存在局限性，因此目前MIS-TLIF还不可能完全取代传统开放手术。
近年来，随着经皮脊柱内镜技术及手术器械的显著进步，该技术在腰椎间盘突出症的治疗中也得到了良好应用。但在实际临床工作中，对于不同类型的突出，减压范围亦不同，需根据具体的狭窄部位，选择合适的手术入路方式。
经皮全脊柱内镜技术治疗腰椎间盘突出症按手术入路主要分为侧路和后路技术。1972年Kambin等提出了由下位椎体上缘、出口根内缘及硬膜囊外缘组成的“安全三角”理论，称为“Kambin”三角。1997年Yeung基于“Kambin”三角，研制出同轴脊柱内镜操作系统（yeung endoscopic spine system，YESS），首次提出YESS技术。该技术使用内镜通过“Kambin”三角，经过椎间孔到达椎间盘内，以由内到外的方式摘除盘内间盘组织，间接解除突出物对神经根的压迫，对极外侧腰椎间盘突出症、包容性腰椎间盘突出症手术效果显著，但对需要直接减压的椎管狭窄疗效欠佳。2002年，Hoogland等对YESS技术进一步改良，在YESS技术的基础上，首次提出TESSYS系统，TESSYS技术使用逐级钻孔器磨除部分上关节突，扩大椎间孔，从而使内镜能经椎间孔到达椎管内，取出突出的椎间盘组织，进行直接椎管、神经根减压。相对于YESS技术，TESSYS技术的优势在于可以对椎管、神经根进行探查，直接进行椎管减压，减压范围更大，减压更彻底；更重要的是，结合高速磨钻等手术器械的研发，使经皮脊柱内镜对骨性椎管狭窄的减压成为可能。相对于传统开放手术，经椎间孔入路椎管减压具有手术切口小、软组织损伤较少、住院时间短、术中出血少、术后恢复快及术后感染率明显降低等优点。
德国学者Ruetten对脊柱内镜技术进一步改良，提出“全内镜”概念。该技术在进入椎管之前先放置内镜，在内镜直视下将工作套管放置于椎管中，更有效地避免了盲视下对硬膜囊和神经根的损伤，操作更安全可靠。全内镜后路髓核摘除手术减压范围接近开放椎板减压手术，使微创内镜和开放手术结合，尽可能避免了开放手术对椎旁肌、骶棘肌等软组织的破坏；内镜下精准定位保留大部分小关节，可有效防止术后医源性脊柱不稳；且术中水介质冲洗，保证手术过程视野清晰，可减少术后感染率。
椎板切除腰椎间盘摘除术是目前常见的术式，术中通过对椎旁肌肉进行剥除、对椎板骨质进行咬除而使硬膜囊游离，并经椎管使突出的髓核可进行切除处理。现有研究显示术后效果显著。然而，由于该术式存在损伤椎旁肌神经、血供的情况，导致患者术后发生腰背疼痛概率较高。且术中因牵拉神经根及硬膜囊容易损伤硬膜囊、神经根，造成脑脊液漏甚至神经感染，从而增加椎管狭窄及椎间隙降低发生的概率，限制了腰椎间盘突出症的治疗。
在单纯腰椎减压的基础上，腰椎椎体间融合术（lumbar interbody fusion，LIF）不仅极大地增强了脊柱稳定性，还增加了手术的安全性和有效性。LIF的主要适应证包括腰椎管狭窄症、腰椎滑脱症、复发型腰椎间盘突出症和脊柱侧凸等腰椎疾病。主要术式有5种：前路腰椎椎间融合术（anterior lumber interbody fusion，ALIF）；后路腰椎椎间融合术（posterior lumber interbody fusion，PLIF）；经椎间孔腰椎椎间融合术（transforaminal lumber interbody fusion，TLIF）；斜外侧腰椎椎间融合术（obliquo lumber interbody fusion，OLIF）；侧方腰椎椎间融合术（lateral lumber interbody fusion，LLIF）。
近年来，随着脊柱外科器械的不断更新，经皮脊柱内镜辅助镜下融合（Endo-P/TLIF）技术在腰椎退变性疾病的治疗中应用也越来越广泛。内镜辅助下的腰椎间融合技术完成椎管的扩大、神经根的松解，直视下处理软骨终板，同时将自膨胀椎间融合器及骨块置入椎间隙，保留了关节突关节及腰椎后方复合体的完整性，将传统开放性手术转变为内镜化及微创化的操作，在追求微创化的同时，完全能达到传统手术充分减压的效果。在治疗腰椎退变性疾病方面具有创伤小、不破坏脊柱解剖稳定性、术后恢复快等优点。
LIF是目前公认的一系列脊柱疾病（退行性病变、创伤、感染和肿瘤等）的有效治疗方式。LIF需要在切除间盘后在椎间隙中放入内置物，从而极大地增强了脊柱稳定性。虽然有大量研究对各种LIF术式进行了对比，但仍缺乏有效的证据来证明某种手术入路的临床结果显著优于其他入路。未来需要更多大样本、多中心对照研究来进一步为术者选择术式提供更充分的证据。不同手术入路适应证及优缺点各异，在临床应用中，应综合考虑脊柱疾患和椎间盘病变类型、脊柱解剖特点以及患者个体情况等，选择一种最为合适的手术方式来实现最佳疗效。相信随着内固定技术的发展，LIF将会取得更大的突破。
临床资料显示腰椎后路弹性固定系统具有诸多优势，现弹性固定系统已大量应用于腰椎退行性疾病的治疗。临床常见的后路弹性固定系统包括棘突间撑开系统、借助椎弓根钉的韧带系统、棘突间压缩系统、借助椎弓根螺钉的半固定系统及其他系统等。至于不同类型的弹性固定系统孰优孰劣问题也一直是研究热门，但是因为缺乏足够量的临床资料，所以尚无法筛选出临床效果最优异的弹性固定系统。尽管各种弹性固定系统的工作原理、组成部分、适用范围各不相同，但均具有降低应力遮挡、减缓邻近节段退变、维持腰椎活动度等优点。然而，关于动态固定系统的疗效亦有不同的声音。有研究认为尽管动态固定系统被设计用于避免刚性固定的缺点，然而近年临床应用动态系统并未表明其有更多的优点，无论是在临床疗效上还是影像学结果上，与刚性固定相比，应用动态固定的患者的邻近节段的退行性变发生率并没有显著差异。