Osteoid osteoma tümörünün cerrahi tedavisi genellikle geleneksel açık cerrahi yöntemle gerçekleştirilir. Tümörün lokalizasyonu tespit edildikten sonra, üzerindeki cilt ve yumuşak dokularda insizyon yapılarak tümöre erişim sağlanır. Bu operasyonda kritik öneme sahip nokta, oldukça küçük boyutlu olan tümörün tamamen eksizyonudur. Tümörün tam olarak çıkarılmaması durumunda, kemik gelişimi devam ettiği için nüks riski oluşabilmektedir. Bu cerrahi yöntemin bir dezavantajı, tümörle birlikte çevresindeki 1-2 cm'lik sağlıklı kemik dokusunun da çıkarılma gerekliliğidir. Eksizyonun beklenenden daha geniş olduğu durumlarda, kemik yapısının bütünlüğünü korumak ve kırık riskini önlemek amacıyla bölgeye vida veya plak gibi ortopedik implantlar yerleştirilebilir. Ameliyat sonrası çıkarılan doku örneği, tanının kesinleşmesi için patolojik incelemeye gönderilmelidir. Operasyon sonrası, tümörün tamamen çıkarıldığından emin olmak amacıyla, bölgenin Bilgisayarlı Tomografi (BT) ile kontrol edilmesi önem taşır.