Este modelo de histeroscopia se realiza cuando se tiene un diagnóstico de alguna alteración endometrial o uterina.
La histeroscopia quirúrgica consiste en la introducción a través del cérvix de un sistema óptico provisto de un haz de luz, un equipo de trabajo con un electrodo y un sistema de distensión líquido.
A través de la visualización directa de la cavidad uterina se podrán tratar distintas patologías intrauterinas. Posteriormente la pieza extirpada será sometida a estudio anatomopatológico.
 
Habitualmente, se usa un histeroscopio quirúrgico, de mayor diámetro, que requiere anestesia, para resecar formaciones endometriales (pólipos, miomas o septos).
La paciente se tumba y se coloca en posición de examen ginecológico. Se coloca en la vagina un instrumento que la ensanche y se limpia la misma y el cuello uterino con una solución de yodo.
Después, se sujeta el cuello uterino con una pinza. El especialista dilata el cuello uterino hasta que pueda ser introducido, en la cavidad uterina, el histeroscopio, que es un tubo con iluminación, conectado a una cámara de vídeo y un monitor de televisión.
En ocasiones, se puede poner gas o líquido dentro del útero para que se expanda y se pueda ver mejor el interior de la cavidad uterina. Si es necesario, se puede administrar anestesia local en el cuello del útero. Para extraer crecimientos anormales o tejido con el fin de analizarlo, se pueden colocar herramientas en el histeroscopio.
Casos en los que está indicada la histeroscopia quirúrgica:
Ablación o reducción endometrial.
Extracción de fibromas o pólipos.
Eliminación de adherencias intrauterinas.
Resección de septos uterinos.