La neurochirurgie moderne permet dans presque tous les cas de contrôler la douleur des névralgies trigéminales lorsque celles-ci deviennent réfractaires aux traitements médicamenteux rigoureusement conduits. Il est en effet possible d'avoir recours à deux grands types de méthodes chirurgicales. Les premières correspondent à l'interruption des voies responsables des phénomènes douloureux. Elles sont soit percutanées (thermocoagulation rétrogassérienne, compression du ganglion de Gasser par ballonnet gonflable ou injection de glycérol dans la citerne du cavum trigéminal de Meckel), soit effectuées par radiochirurgie stéréotaxique ciblant la racine dans son trajet cisternal. Le second type de méthode est la décompression vasculaire microchirurgicale qui lève la compression vasculaire de la racine trigéminale, la cause la plus fréquente et considérée désormais comme classique de la névralgie primaire. En dehors des névralgies secondaires, lesquelles relèvent en première intention du traitement spécifique de leur cause, les névralgies primaires deviennent chirurgicales en cas d'échappement au traitement médical. Concernant les principales méthodes disponibles, il y a désormais consensus pour estimer que la décompression vasculaire microchirurgicale est la première option neurochirurgicale, mais seulement pour le groupe des névralgies primaires qualifiées de classiques du fait que l'imagerie fine est en faveur d'une compression vasculaire, nette, c'est-à-dire avec un impact structurel sur la racine. Les névralgies primaires dites idiopathiques, du fait que le bilan (incluant l'imagerie à haute résolution) ne peut y déceler de cause identifiable, relèvent plutôt des méthodes lésionnelles percutanées ou de la radiochirurgie. Quelles qu'elles soient, la durabilité de leur efficacité dans le temps est très dépendante du degré de l'hypoesthésie séquellaire qu'elles génèrent. L'examen clé pour le choix de la technique chirurgicale la plus appropriée est, derrière l'appréciation clinique du praticien et la préférence du patient -  dûment informé  - , l'imagerie moderne, en l'occurrence l'imagerie par résonance magnétique à haute résolution (mais cette dernière n'est que d'une fiabilité relative).