Az emlőrákos betegek ellátásában a műtéti kezelés igen meghatározó. A nagy tapasztalattal rendelkező, nagyszámú beteget ellátó sebészeti-onkológiai centrumokban történő ellátás minden tekintetben kedvezőbb eredményt ad, mint a kisebb, kellő tapasztalattal vagy speciális eljárásokhoz szükséges háttérrel nem rendelkező kórházakban végzett műtét. A műtétet megelőzően több szakemberből álló csoport egyeztet a részleteket illetően, és határozza meg a kezelési tervet ("multidiszciplináris emlő onkoteam"). Nagyon fontos, hogy az emlő diagnosztikával foglalkozó orvosok egyeztessenek a sebésszel a műtét előtt, illetve szükség esetén (pl. nem tapintható elváltozások) a sikeres műtét érdekében azt megelőzően jelző anyaggal megjelöljék az elváltozást. Ez a beavatkozás elősegíti, hogy a sebész a műtét során pontosan tájékozódhasson, és például megtaláljon egy apró, nem tapintható daganatot. A sebész segítségére van többek között a mammográfiás és az ultrahang felvétel, illetve az eltávolításra váró elváltozás műtét előtti drót hurokkal, izotóppal vagy festékkel történő megjelölése.
A sebészi beavatkozás célja, hogy a radiológiailag, illetve szövettanilag igazolt daganatot és szükség esetén a tájéki nyirokcsomókat eltávolítsa a szervezetből.
Ha a feltételek adottak, emlőmegtartó műtét történik, amely során az emlő daganat által átszőtt állományát eltávolítják, úgy, hogy a daganatos szövet biztonságos távolságra essen a megmaradt emlőállománytól ("sebészi szél"). Ennek vizsgálatára a későbbiekben a szövettani vizsgálat is nagy hangsúlyt fektet, ugyanis az operált emlőben esetlegesen hátramaradt mikroszkópikus méretű daganatsejtek vagy daganatsejt csoportok a daganat helyi kiújulásának oka, forrása lehet ("helyi kiújulás"). Minél szűkebb a kimetszett szövetben az ép szövetszegély, annál nagyobb a valószínűsége, veszélye, hogy daganatos részecskék maradtak az operált emlőállományban, vagyis annál nagyobb a kockázata a helyi kiújulásnak.
Manapság, elsősorban korai stádiumú daganat esetében a műtét során az úgynevezett őrszem (angolul "sentinel") nyirokcsomót távolítják el. Ez az a nyirokcsomó, melynek állapota (áttétes? nem áttétes, vagyis negatív?) tükrözi a többi nyirokcsomók állapotát. Amennyiben az őrszem nyirokcsomó daganatmentes, általában a többi nyirokcsomó is negatív, ezért nincs szükség további nyirokcsomók eltávolítására (vagyis hónalji nyirokcsomó disszekcióra). Amennyiben az őrszem nyirokcsomó áttétes, sajnos van esélye annak, hogy a többi nyirokcsomó is áttétes. Ilyenkor sokszor kiegészítő hónalji nyirokcsomó műtét történik. Új lehetőség, hogy az őrszem nyirokcsomót már a műtét alatt megvizsgálják, így kiegészítő hónalji műtét esetében egy ülésben el tudják azt végezni, nincs szükség második műtétre.
Ritkán szükség van a teljes emlőállomány eltávolítására. Ilyen beavatkozás indokolt például azokban az esetekben, ha az emlődaganat nagy kiterjedésű, több gócú, vagy középen, az emlőbimbót érintve helyezkedik el. Bizonyos esetekben lehetőség van a radikális műtéttel egy időben azonnali, vagy második műtétre halasztva emlőpótló műtét elvégzésére is.