Pembedahan untuk spina bifida yang parah, seperti eksstrofi sumsum tulang belakang, lebih kompleks dan harus dilakukan sesegera mungkin setelah lahir, sementara jenis spina bifida lainnya, seperti spondilolistesis sumsum tulang belakang, biasanya dioperasi pada usia 2-3 bulan. Pembedahan spina bifida tidak sesederhana yang dibayangkan, dan membutuhkan keterampilan bedah tingkat tinggi. Prinsip utama pembedahan meliputi pengangkatan jaringan yang terkikis dan nekrotik yang mengelilingi sumsum tulang belakang, mengembalikan sumsum tulang belakang yang terpapar ke dalam rongga kanal tulang belakang, pengangkatan lipoma, pelonggaran penambat sumsum tulang belakang (penambat sumsum tulang belakang berarti ujung bawah sumsum tulang belakang menempel pada dinding kanal tulang belakang), perbaikan kanal tulang belakang, serta perbaikan jaringan subkutan dan kulit pada tempat terjadinya dehisensi. Peran terpenting operasi spina bifida adalah untuk mengurangi perkembangan penyakit dan mencegah gejala serius seperti kandung kemih neurogenik dan kelumpuhan tungkai bawah, serta mengatasi disfungsi buang air besar dan disfungsi tungkai bawah. Tanpa pembedahan, ada risiko tinggi bahwa gejala-gejala ini akan segera berkembang dan bahkan kelumpuhan seumur hidup. Jika pembedahan dikelola dengan baik, hasilnya akan dramatis dan komplikasi akan lebih jarang terjadi. Namun, karena tingkat kesulitan pembedahan itu sendiri dan tingkat keahlian yang berbeda-beda dari para ahli bedah, ketika keahlian dan pengalaman ahli bedah tidak memadai, terdapat risiko kerusakan saraf dan jaringan, yang menyebabkan komplikasi pasca operasi. Khususnya, setelah kerusakan saraf terjadi, seringkali sulit untuk dipulihkan. Ini adalah salah satu alasan utama mengapa banyak pasien merasa bahwa operasi ini tidak efektif. Oleh karena itu, operasi spina bifida membutuhkan dokter bedah spesialis untuk melindungi saraf sebanyak mungkin selama operasi dan menangani penyakit ini. Jika terjadi kerusakan saraf, kemungkinan untuk melakukan pembedahan ulang sangat kecil.