外科手术
到目前为止，无论是切除术（移除肿瘤）还是肝脏移植术，外科手术是治愈肝癌的唯一合理机会。如果肝脏中所有已知的恶性肿瘤皆已被成功移除，您将获得最佳的存活前景。
部分肝切除术
移除部分肝脏的手术被称为部分肝切除术。只有在透过手术可切除全部肿瘤并同时保留足够的健康肝脏的情况下才可尝试实施该手术。遗憾的是，大部分肝脏恶性肿瘤不能够被完全切除。通常恶性肿瘤已扩散至肝脏以外，变得相当巨大或出现在肝脏的过多不同部位，或者患者的身体状况已不能承受手术。
在美国，有80%的肝癌患者同时还患有肝硬化。如果您患有严重的肝硬化，那么即使在您的恶性肿瘤边缘切除一小部分肝脏组织也将可能无法保留足够的肝脏以执行其基本机能。只有那些恶性肿瘤尺寸尚小、并且仍保留适当量肝功能的肝硬化患者才有资格进行手术。
医生通常会透过给予Child-Pugh（肝功能分级）评分来评估肝功能，Child-Pugh是基于某些实验室检测和症状来评估肝硬化的方法。归为A类的患者最有可能具有足够的肝功能实施手术。归为B类的患者符合手术资格的可能性较小。而归为C类的患者通常不适合进行手术。
可能存在的风险和副作用：肝切除术是大型的重要手术，应仅由技术熟练并且经验丰富的外科医生进行。因为肝癌患者的其他部分肝脏通常也有损伤，因此外科医生需要切除足够的肝脏以试图取出全部肿瘤，并且还要保留可足够充分行使肝功能的部分肝脏。
在任何时间内都有大量的血液流经肝脏，因此术后出血是一个主要问题。此外，更为重要的是，肝脏通常会生成帮助血液凝结的物质。损伤肝脏（包括术前和术中）可能会加重潜在的出血问题。
其他可能的问题与另外一些大型手术后出现的问题相似，包括感染、麻醉并发症和肺炎。
另外一个问题就是，由于剩余部分的肝脏仍具有可引发癌症的潜在疾病，因此患者有时会在术后罹患新的肝癌。
肝移植
对于某些肝脏恶性肿瘤尺寸尚小的患者来说，如果可能的话，肝移植是最佳选择。目前，肝移植适用于那些肿瘤较小（单一直径小于5cm的肿瘤或不超过3cm的2至3个肿瘤）、并且还没有入侵邻近血管的癌症患者。在大多数情况下，肝移植适用于不能够被彻底切除的肿瘤，无论是由于肿瘤位置敏感还是由于肝脏功能极不健全而令患者无法承受部分切除。
根据「器官捐赠和移植网路」的资料统计，在2008年美国大约有1,600名肝癌患者进行了肝移植手术，而2008年是该资料向大众公布的最后一年。这些患者的术后5年存活率大约在60%至70%之间。这不仅是因为患者第二次重新罹患肝癌的风险显著降低，而且还因为新肝脏将会正常运转。
遗憾的是，肝移植的机会十分有限。每年6,000例肝脏可供移植，但这些肝脏中的大部分都被用于患有其他疾病的患者。增强对器官捐赠重要性的认识是重要的公共卫生目标，可以令肝移植这种治疗方法应用于更多肝癌和其他严重肝病患者。
近年来越来越流行的一种做法是活体器官捐献者（通常为患者近亲）捐赠部分肝脏用于移植。此种方法可能会获得成功，但对捐献者来说存在着风险。每年大约有250例活体移植手术在美国完成。其中只有一小部分手术的患者为肝癌患者。
需要肝移植的患者必须等候一段时间直至遇到合适的肝源，对于某些肝癌患者来说，等候时间可能会过长。在很多情况下，患者可以于等候肝移植的同时接受栓塞或消融（在以下部分中详述）等其他治疗。
