I 1930 dro Elbe til Tyskland for kjønnskorrigerende kirurgi, som var svært eksperimentell på den tiden. Mens hun var i Tyskland, bodde Elbe i Hirschfeld Institutt for Sexuell Vitenskap. Før noen kirurgiske inngrep startet, ble Elbes psykologiske helse evaluert av den tyske sexologen Magnus Hirschfeld gjennom en serie tester. En serie på fire operasjoner ble deretter gjennomført over en periode på to år. Den første operasjonen, utført I Berlin, var fjerning av testiklene, utført Av Erwin Gohrbant. Resten av operasjonene ble utført av Kurt Warnekros, en lege ved Dresden Kommunal Kvinneklinikk. (Alle Lili Elbes medisinske dokumenter ble ødelagt som følge av Allierte bombeangrep, som ødela klinikken og dens arkiver.) Den andre operasjonen var å implanter en eggstokk på hennes bukmuskulatur, den tredje for å fjerne penis og skrotum. På dette tidspunktet var saken hennes en sensasjon i danske og tyske aviser. En dansk domstol annullerte parets ekteskap i 1930, og Elbe kunne ha hennes kjønn og navn juridisk endret, inkludert å motta pass som . Pseudonymet "Lili Elbe" ble først brukt i en dansk avisartikkel skrevet av Københavns journalisten Louise "Loulou" Lassen for i februar 1931. Elbe kom tilbake til Dresden og innledet et forhold til den franske kunsthandleren Claude Lejeune, som hun ønsket å gifte seg med og som hun ville få barn med. Gerda giftet seg med en italiensk mann etter å ha skilt seg fra Elbe, selv om ekteskapet endte med skilsmisse kort tid etter.