Postoji nekoliko koraka koji su uključeni u operaciju transplantacije srca. Prvi korak je lociranje i uzimanje odgovarajućeg srca darivatelja za korištenje. Kirurg tada mora ukloniti bolesno ili oštećeno srce pacijenta i zamijeniti ga donorskim organom. Nakon toga, pacijent se mora nadzirati kako bi se osiguralo da je postupak uspješan, a daju se posebni lijekovi kako bi se spriječilo da tijelo pacijenta odbaci novo srce.
Za operaciju transplantacije srca pacijentu je najprije potrebno pronaći novo srce. Nekoliko je čimbenika koji igraju ulogu u ovom procesu. Primatelj mora biti prikladan kandidat, što znači da mu je srce oštećeno do te mjere da ga treba zamijeniti, inače je relativno dobrog zdravlja i sposoban je prihvatiti promjene načina života koje su potrebne za brigu o novom srcu. Donor također mora postati dostupan, a njegov ili njezin imunološki sustav mora biti kompatibilan s imunološkim sustavom primatelja; mogu proći mjeseci ili čak godine da se to dogodi. Nakon što je donorski organ dostupan, kirurg ga mora ukloniti od darivatelja i brzo transportirati do primatelja na implantaciju.
Sljedeći koraci u operaciji transplantacije srca su uklanjanje oštećenog srca pacijenta i zamjena srcem donora. Pacijent će tijekom zahvata biti u bolnici pod anestezijom, a stroj će djelovati kao srce i pluća za pumpanje krvi i kisika kroz tijelo. Staro srce će biti uklonjeno, što može biti vrlo jednostavno ili složenije ako postoje ožiljci od prethodnih operacija. Novo srce se zatim stavlja u prsni koš i šije na potrebne krvne žile. Cijeli proces obično traje nekoliko sati.
Nakon što se operacija transplantacije srca završi, pacijent će obično biti u bolnici oko tjedan ili dva. Nadzirat će ga testovima kao što su krvne pretrage, rendgenske snimke prsnog koša i EKG kako bi se osiguralo da je transplantacija uspješna. Također je tipično da pacijent počne primati lijekove protiv odbacivanja odmah kroz IV kako bi spriječio tijelo da napadne strani organ. Nakon što se završi neposredan oporavak od operacije, pacijent će morati nastaviti uzimati lijekove protiv odbacivanja kod kuće, a također će morati dobiti naknadnu medicinsku skrb kako bi provjerio svoje cjelokupno zdravlje i zdravlje svog novog srca.