Lääkäri ohjaa ohuen katetrin sepelvaltimon suulle. Toimenpiteen kulkua seurataan röntgenläpivalaisun avulla. Aluksi ahtautuneeseen suoneen viedään ohut lanka, jota pitkin voidaan kuljettaa toimenpiteessä tarvittavia välineitä suonen sisällä.
Katetrin päässä oleva lieriön muotoinen pallo laajennetaan ahtauman kohdalla. Usein toimenpiteen yhteydessä asetetaan laajennettuun kohtaan stentti eli tukiverkko. Stentin tarkoituksena on estää laajennetun suonen uudelleen ahtautuminen.
Muutaman kuukauden aikana toimenpiteen jälkeen verisuonen sisäkalvo kasvaa suojaamaan stenttiä. Tämän paranemisprosessin aikana käytetään tehokasta veren hyytymistä estävää lääkitystä.
Toimenpiteen kesto vaihtelee ahtaumien määrästä ja ominaisuuksista riippuen puolesta tunnista kahteen tuntiin. Pallolaajennuksen jälkeen potilasta seurataan vuodelevossa 2-6 tunnin ajan. Kotiutus voi olla yksinkertaisimmissa tapauksissa jo samana päivänä. Sydäninfarktin yhteydessä tehdyn pallolaajennuksen jälkeen hoitoaika on pidempi, yleensä muutamia päiviä.
Toimenpiteen jälkeen on vältettävä pistoskohdan rasittamista noin viikon ajan. Stentti ei näy lentokentän turvatarkastuksessa eikä siitä tarvitse erikseen mainita.