Zabieg embolizacji wykonywany jest w pracowni radiologii zabiegowej (pracowni angiografii) przez zespół składający się z lekarza radiologa zabiegowego oraz pielęgniarki zabiegowej i technika elekroradiologii, a także, w części przypadków, z udziałem lekarza anestezjologa.

Zabieg przeprowadzany jest po miesiączce (przed 14 dniem cyklu). Przed zabiegiem należy być na czczo, rano można tylko popić wodą leki, jeżeli występuje taka konieczność.

Pacjentka znajduje się w pozycji leżącej na plecach. Po znieczuleniu miejscowym wykonywane jest nakłucie tętnicy (najczęściej tętnica udowa w prawej pachwinie) poprzedzone niewielkim nacięciem skóry. Następnie wprowadzana jest do światła tętnicy tzw.koszulka naczyniowa z tworzywa sztucznego w celu zapewnienia dostępu na czas zabiegu i minimalizacji uszkodzenia naczynia w miejscu wkłucia. Później, za pomocą prowadnika naczyniowego, przez koszulkę naczyniową wprowadzany jest cewnik diagnostyczny, który przez tętnice biodrową wspólną i wewnętrzna osiąga tętnicę maciczną. Następnym etapem jest wykonanie arteriografii tętnic macicy z wykorzystaniem środka kontrastowego, podanego przez ten cewnik, w celu dokładnej lokalizacji mięśniaka(mięśniaków).

W następnym etapie przez cewnik podaje się zawiesinę specjalnie spreparowanych i skalibrowanych cząsteczek które, zatykając naczynia mięśniaka, odcinają dopływ krwi, powodując jego zawał i martwicę. W końcu zabiegu po wykonaniu kontrolnej arteriografii obrazującej skuteczność embolizacji cewniki i koszulka naczyniowa zostają usunięte z naczyń, a miejsce wkłucia zostaje zabezpieczone opatrunkiem uciskowym. Zabieg odbywa się pod kontrolą promieniowania rentgenowskiego. Opatrunek uciskowy zostaje zdjęty po kilkunastu godzinach. Czas pobytu pacjenta w szpitalu zazwyczaj nie przekracza 24-48 godzin.