主动脉瓣置换术的标准入路为胸部正中切口。主动脉和右心房插管建立体外循环。体外循环开始后，主动脉根部插管引流并在右上肺静脉插管引流左心室。如主动脉关闭功能良好，可以先顺行灌注心脏停搏液至心脏停搏，然后再逆行灌注保护心肌，除此之外都应逆行灌注心脏停搏液。
体外循环开始后，分离主动脉与肺动脉的间隙，这样有利于显露主动脉及缝合主动脉。最重要的是确定从右弗氏窦发出的右冠状动脉的解剖位置。可以仔细分离右弗氏窦表面的脂肪垫予以辨认。
在右冠状动脉其实不的上方3～4cm处左右横行切开主动脉一小口，通过此切口观察主动脉瓣。沿主动脉前方横行延长该切口，切口要离开瓣膜交界顶点1cm，这点非常重要。将切口向右延长到无冠瓣的中点，在朝下转向主动脉瓣环。切口止点应最少离主动脉瓣环1cm以上。
将手术台调整为轻度头高脚低位并稍向左侧倾斜，能较好的显露主动脉瓣。在每个瓣交界顶点缝合牵引线并固定于手术巾上，将主动脉瓣向上拉向术者，剪除主动脉瓣。切除瓣膜后用湿纱布填塞左心室，用来粘附小的钙化碎屑，可用咬骨钳或其他器械仔细清除瓣环上的钙化斑块，在此过程中，助手可用外吸引吸出钙化碎屑。彻底清除钙化斑块后，取出左心室内的纱布，用冷盐水冲出左心室内的所有小钙化屑，测量瓣环的大小。
根据测瓣器测出的瓣环大小，选择合适的人工瓣膜。重要的是，不要植入过大的人工瓣膜。通常选用比测出的瓣环值小一些的人工瓣膜。用带垫片的缝线水平褥式缝合主动脉瓣环，垫片置于主动脉瓣环的下方。所有的缝线缝好后，取出人工瓣膜，将缝线缝合到人工瓣膜的缝合环上。注意缝线要分布均匀而且相称，针距一般为2mm。为了能缝合均匀，可将人工瓣的缝合环分为三个象限。
所有缝线都穿过人工瓣膜缝合环后，将人工瓣膜推送到主动脉瓣环上，将缝线打结。为减小人工瓣入座的难度，可先将三个瓣交接处的缝线打结，再将交界中点的缝线打结，这样可以确保人工瓣膜牢固座入瓣环。
固定好人工瓣后，用5-0聚丙烯线分两层缝合主动脉切口，第一层为水平褥式缝合，第二层为来回连续缝合。
开放升主动脉前，常规逆行灌注温血。其目的是在心脏复苏前排出冠状动脉内的气体，并提高心肌代谢水平。在此期间，应部分钳闭静脉引流管，主动脉根部和左心室的排气管持续吸引有助于排出左心室内的空气。逆行灌注500ml温血后开放主动脉阻断钳。
心脏复苏后，可以用经食管超声来检测排气措施是否有效。确认左心室内的气体已经完全排出后，拔出左心室排气管，使心脏处于无负荷跳动一段时间，然后开放上、下腔静脉阻断带，进入并行循环。辅助循环一段时间后，如符合停机条件，应及时停机。
