يمكن إجراء الجراحة تحت التخدير العام أو الشوكي. أثناء الجراحة يقوم الجراح بحلق غضروف المفصل في نهايات عظمتى الفخذ والساق (أحيانا غضروف صابونة الركبة) ويضع لهم قبعات اصطناعية. ثم يتم إعادة تثبيتها مع العظم المتبقي بمادة اسمنتية خاصة. سوف تعود من الجراحة بضمادة كبيرة على الركبة. و سوف يكون هناك أنبوب تصريف للمساعدة في تصريف السوائل الزائدة من المفصل في الأيام التي تلى الجراحة. سوف تكون هناك حاجة لارتداء جوارب الضغط فورا بعد الجراحة لمنع تخثر الدم. 

يتم عمل معظم عمليات استبدال الركبة لتخفيف الألم الحاد الناجم عن التهاب المفاصل أو إصابة فى الركبة تحد من قدرة الأفراد على القيام بالأشياء التي يريدون القيام بها. ويمكن أيضا عملها لإزالة أورام الركبة. 

هناك العديد من المخاطر والمضاعفات المحتملة المرتبطة بالتخدير، بما في ذلك خلل الجهاز التنفسي أو القلب. وتشمل المضاعفات الأخرى إمكانية : 

• العدوى التي تتطلب المضادات الحيوية، وفي بعض الحالات المكوث في المستشفى 
• العدوى حول المفصل سنوات بعد الجراحة 
• جلطات دموية في الساقين (تجلطات فى الأوردة العميقة)، والتي من الممكن أن تتحرك و تنتقل إلى الرئتين (انسداد رئوي نتيجة جلطة) 
• إصابة الأعصاب أو الأوعية الدموية 
• فك أو خلع فى الأجهزة الاصطناعية
• تصلب المفصل 

يمكن تقليل المخاطر عن طريق اتباع تعليمات الجراح قبل وبعد الجراحة. 

الجراح قد يناقش الطرق البديلة لإجراء الاستبدال الكامل للركبة ، بما في ذلك: 
البدائل غير الجراحية: 

• معينات المشي مثل العصا أو العكاز أو تركيب حمالات متخصصة 
• برنامج تمارين لتقوية العضلات حول مفصل الركبة لتحسين الوضع وتخفيف الألم 
• العقاقير غير الستيرويدية المضادة للالتهابات مثل الأسبرين والايبوبروفين وسيليبريكس لتخفيف الألم 
• الكورتيكو ستيرويدز مثل بريدنيزون أو الكورتيزون الذى يمكنه أن يقلل من التهاب المفاصل 
• المكملات العشبية مثل الجلوكوزامين والكوندروتن 

البدائل الجراحية: 

• الجراحة بالمنظار 
• شق العظم 
• زرع الغضروف 
• لصق الركبة 

يجب على المرشحين لعملية الاستبدال الكامل للركبة أن يكونوا خالين من العدوى. سوف يتم عمل تقييم واسع لك قبل العملية لتحديد ما إذا كنت مرشح جيد لعملية الاستبدال الكامل للركبة. سوف يتخذ الجراح القرار النهائي لأهلية كل مريض لإجراء العملية بعد الفحص والتشاور مع المريض. التحسن بعد العملية يعتمد الى حد كبير على جهد المريض.