Wenn mehrere Gefäße erkrankt sind, der linke Hauptstamm mit beteiligt ist, die Pumpkraft des Herzens bereits eingeschränkt ist, sehr langstreckige Verengungen bestehen oder beim Vorliegen einer Zuckerkrankheit, dann ist eine operative Bypass-Versorgung sinnvoll. Ist nur ein einzelnes Herzkranzgefäß verengt und besteht trotzdem die Indikation zur Operation, so kann dieser Eingriff in minimalinvasiver Technik über einen kleinen Zugang (Schlüsselloch-Chirurgie) durchgeführt.
Ein solcher Venen-Bypass bietet hervorragende Flusseigenschaften von der ersten Minute an. Da es sich jedoch um Gefäße aus dem Niederdruckbereich handelt, unterliegen diese Venenbrücken einer deutlich beschleunigten Tendenz zur eigenen Sklerose, sodass in der Regel nach zehn Jahren bereits die Hälfte dieser Bypasse wieder verschlossen sind. Bei der Verwendung von Arterien ist dies fast gar nicht (innere Brustwandarterie) oder nur in deutlich geringerem Ausmaß (Unterarmarterie) der Fall. Am HGZ werden daher bis zu einem Alter von 75 Jahren und in speziellen Fällen auch in höherem Alter zumindest zwei Arterien als Bypass-Material verwendet. Hierbei wird entweder eine komplette arterielle Versorgung angestrebt oder - wenn dies nicht möglich ist - auf das Gefäß mit der geringsten Bedeutung zusätzlich ein Venen-Bypass angelegt. Mit dieser Strategie wird die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Bypass-Operation zu einem späteren Zeitpunkt deutlich reduziert.
Die Bypass-Operation wird klassisch mit Herz-Lungen-Maschine durchgeführt, wobei für die Dauer der Operation die Funktionen des Herzens sowie der Lunge durch diese übernommen werden. Heutzutage ist es aber auch möglich, Bypass-Operationen am schlagenden Herzen, das heißt ohne Herz-Lungen-Maschine, durchzuführen (OPCAB- und MIDCAB-Operationen). Gerade Patienten mit vielen Begleiterkrankungen vertragen den Einsatz der Herz-Lungen-Maschine nicht sehr gut. Die Herz-Lungen-Maschine kann nämlich zu einer entzündlichen Ganzkörperreaktion führen, die vor allem vorgeschädigte Organe nachträglich beeinträchtigen kann.
Im Prinzip kann jede Bypass-Operation auch am schlagenden Herzen durchgeführt werden, wobei wir die Indikation vor allem bei eingeschränkter Nierenfunktion und bei schweren Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten sehen. Die Operation wird minimalinvasiv durch einen in der Regel nur 6 cm langen Schnitt unter der linken Brust ohne Herz-Lungen-Maschine durchgeführt und auch als MIDCAB-Operation bezeichnet (= Minimally invasive direct coronary artery bypass). Sie hat zusätzlich kosmetische Vorteile und erhält auch die Integrität des Brustkorbs. Die Patienten können somit unmittelbar nach der Rehabilitation ihre Arbeit wieder aufnehmen, da die Ausheilung des Brustbeins nicht abgewartet werden muss.