Zabieg chemoembolizacji (TACE – Transarterial Chemoembolization) wykonywany jest w pracowni radiologii zabiegowej przez zespół składający się z lekarza radiologa zabiegowego, pielęgniarki zabiegowej i technika elektroradiologii. Ze względu na charakter zabiegu i stosowane leki cytotoksyczne w procedurze każdorazowo uczestniczy lekarz anestezjolog zapewniający analgosedację lub znieczulenie ogólne.

Pacjent przyjmuje pozycję leżącą na plecach. Po przygotowaniu miejsca dostępu naczyniowego i znieczuleniu miejscowym nakłuwana jest tętnica udowa w pachwinie, a do jej światła wprowadzana jest koszulka naczyniowa. Za pomocą prowadnika i cewnika diagnostycznego lekarz nawiguje pod kontrolą fluoroskopii przez tętnicę główną i pień trzewny aż do tętnicy wątrobowej właściwej lub jej gałęzi zasilających guz.

Po precyzyjnym ustawieniu cewnika wykonywana jest arteriografia wątroby ze środkiem kontrastowym, która pozwala uwidocznić unaczynienie guza i potwierdzić właściwą pozycję cewnika. Następnie przez cewnik podawana jest mieszanina leku cytostatycznego (np. doksorubicyny lub cisplatyny) z lipiodolem lub cząsteczkami embolizacyjnymi nasączonymi chemioterapeutykiem. Substancja ta gromadzi się selektywnie w obrębie guza, dostarczając wysokie stężenie leku bezpośrednio w tkance nowotworowej, a jednocześnie odcinając jego unaczynienie – wywołując niedokrwienie i martwicę komórek. Efekt chemiczny i niedokrwienny działają synergistycznie, zwiększając skuteczność terapii przy jednoczesnym ograniczeniu ogólnoustrojowej toksyczności chemioterapii. Po wykonaniu kontrolnej arteriografii i potwierdzeniu prawidłowego rozprowadzenia embolizatu cewniki i koszulka naczyniowa zostają usunięte, a miejsce wkłucia zabezpieczane jest opatrunkiem uciskowym. Czas pobytu pacjenta w szpitalu wynosi zazwyczaj 2–4 dni, zależnie od tolerancji zabiegu i stanu ogólnego.