Setiap lesi yang dicurigai sebagai melanoma ganas harus segera dieksisi atau dibiopsi untuk menegakkan diagnosis histologis. Biopsi eksisi lebih kecil kemungkinannya untuk menyebabkan cedera dan penyebaran sel tumor, memfasilitasi penampang bertingkat dan menentukan kedalaman infiltrasi tumor, dan sangat penting untuk memperkirakan metastasis kelenjar getah bening regional dan prognosis. Jika tumor terlalu besar untuk biopsi eksisi, biopsi eksisi atau biopsi tusukan dapat dilakukan. Untuk melanoma ganas yang dicurigai, lesi harus dieksisi bersama dengan 0,5-1,0 cm kulit normal dan lemak subkutan di sekitarnya untuk pemeriksaan patologis, dan jika dikonfirmasi sebagai melanoma ganas, maka tergantung pada kedalaman infiltrasi, keputusan harus dibuat apakah akan melakukan eksisi ekstensif tambahan. Biopsi insisi atau forsep biasanya tidak dilakukan kecuali jika lesi sudah mengalami ulserasi atau begitu besar sehingga eksisi tunggal akan menodai atau melumpuhkan dan harus dikonfirmasi terlebih dahulu oleh patologi, tetapi biopsi eksisi harus dilakukan sedekat mungkin dengan operasi radikal. Dalam analisis prospektif oleh WHO Collaborating Centre for the Evaluation of Malignant Melanoma, disimpulkan bahwa biopsi eksisi tidak hanya tidak memiliki dampak prognostik, tetapi juga memberikan wawasan tentang kedalaman dan luasnya infiltrasi lesi dan memfasilitasi pengembangan rencana pembedahan yang lebih rasional dan tepat. Eksisi ekstensif lesi primer memerlukan eksisi kulit normal 3,0-5,0 cm dari margin tumor, termasuk nodus satelit yang mengelilingi tumor hingga kedalaman jaringan adiposa subkutan, mencapai muskularis. Diseksi kelenjar getah bening harus dilakukan ketika kelenjar getah bening lokal secara klinis dirasakan membesar. Untuk pasien yang tidak dapat dirasakan secara klinis memiliki kelenjar getah bening lokal yang membesar, sekitar 20% memiliki metastasis tumor di bawah mikroskop, dan diseksi kelenjar getah bening juga dianjurkan; kasus metastasis setelah pembedahan radikal tidak jarang terjadi, oleh karena itu, pengobatan adjuvan pasca operasi diperlukan.