对于经内科治疗无明显疗效，病变严重及关节功能明显障碍的患者可以考虑外科治疗，以校正畸形和改善关节功能。外科治疗的主要途径是通过关节镜手术和开放手术。

经内科规范治疗仍无效者，可予关节内灌洗来清除纤维素、软骨残渣及其他杂质，此为关节清创术；或通过关节镜去除软骨碎片，以减轻症状，此为游离体摘除术。此外还有关节腔冲洗术、软骨移植、软骨下骨钻孔术等。

骨髓刺激术是刺激关节软骨损伤处骨髓出血，诱导骨髓干细胞分化形成关节软骨修复损伤的软骨组织。

可改善关节力线平衡，有效缓解患者的髋关节或膝关节疼痛。

对60岁以上、正规药物治疗反应不佳的进展性OA患者可予以关节置换，由此可显著减轻疼痛症状，改善关节功能。

适用于膝OA晚期患不宜行人工关节置换术者、全膝关节置换术失败或者因感染不能行翻修术者。该术式将病变关节固定于功能位，从而使病变的膝关节成为一个相对稳定、无痛、能负重的关节。