뇌동맥류는 내과적으로 치료할 수 없고 수술적 치료가 유일하다. 수술방법은 개두술을 통해 뇌동맥류 클립을 이용해 뇌동맥류의 경부를 결찰하는 방법과 혈관내로 도관을 삽입하여 동맥류 안에 특수합금으로 만들어진 코일을 넣어 뇌동맥류를 막는 방법이 있다. 수술방법은 동맥류의 위치나 모양, 크기, 출혈의 정도 등 여러가지 요소에 따라 결정되며 혈관내치료는 직접 머리를 열지않고 수술을 한다는 장점이 있다.
뇌동맥류에 대한 수술을 시행한 후에는 뇌혈관연축(출혈된 혈액에서 독성물질이 분비되어 뇌혈관의 수축이 일어남)과 수두증(뇌척수액이 과도하게 축적됨)이 일어날 수 있어 2차적 치료가 필요하기도 하다.