V případech, kdy je onemocnění závažnější, rychle postupuje nebo pacient nereaguje na léčbu léky, přistupuje se k chirurgickým zákrokům.
- Pallidotomie je chirurgický zákrok, kdy se do lebky pacienta vyvrtá otvor a dovnitř je zasunuta elektrická sonda. Tou se následně zničí malé množství nervové tkáně v oblasti bledého jádra (globus pallidus), která bývá u osob s Parkinsonovou nemocí nadměrně aktivní.
- Hluboká mozková stimulace (DBS, Deep Brain Stimulation) se používá ve výjimečných případech. Do postižených oblastí mozku je implantován tenký elektrostimulátor, který dokáže téměř eliminovat například jinak nezvládnutelný třes.