Enkelte pasienter har ikke effekt av hverken medisiner, støttegrupper eller psykologiske behandlingsmetoder for deres tvangssymptomer. Disse pasientene kan (i enkelte land) velge å gjennomgå kirurgi som en siste utvei. I denne prosedyren blir en kirurgisk lesjon laget i et område av hjernen som heter cingulate cortex. I en studie oppnådde 30 % av deltakerne symptomreduksjon gjennom denne prosedyren. Dyp hjernestimulering og vagusnerve stimulering er mulige kirurgiske alternativer som ikke innebærer ødeleggelse av hjernevev. Amerikanske helsemyndigheter har godkjent dyp hjernestimulering for behandling av OCD under dispensasjon. Blant annet kreves det at prosedyren kun utføres på et sykehus som er spesielt kvalifisert til å gjøre dette.