Die ersten Bypassoperationen fanden in den frühen sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts statt und hatten in ihrer Anfangsphase eher experimentellen Charakter und ein entsprechend hohes Risiko. Im Laufe der siebziger Jahre wurde die Bypassoperation immer mehr zur Routine und zur häufigsten Herzoperation überhaupt. Aktuell ist die Bypassoperation immer noch eine der häufigsten Herzoperationen, allerdings prozentual rückläufig, da viele Engstellen heutzutage mittels der perkutanen Verfahren behandelt werden können. Trotzdem werden weltweit immer noch jährlich ca. 1 Million Bypassoperationen durchgeführt.

Durch Perfektionierung der Operationstechniken, des Materials und auch der Nachbehandlung über die letzten Jahrzehnte konnte das Risiko immer mehr gesenkt werden und ist unter guten Vorbedingungen (d.h. keine schweren Nebenerkrankungen, gute Pumpleistung der linken Herzkammer, usw.) minimal. Durch die routinemässige Verwendung vor allem von arteriellen Bypassgefässen, wie z. B. den Brustwandarterien, sind auch die Langzeitergebnisse im Laufe der Zeit stark verbessert worden.

Nach der Narkoseeinleitung erfolgen die Hautdesinfektion und das sterile Abdecken. Mittels Längsdurchtrennung des Brustbeins (mediane Sternotomie) wird der Brustkorb eröffnet. Anschliessend werden die zur Überbrückung der Engstellen benötigten Adern freipräpariert. Sehr geeignete Gefässe für Bypasszwecke sind die beiden Brustwandarterien (Arteria mammaria interna), sie haben ihren Ursprung in der Schlüsselbeinarterie und verlaufen je seitlich links und rechts am Rand des Brustbeins an der Innenseite der Brustwand.

Ihr Durchmesser beträgt ca. 2 bis 4 mm und ihre ursprüngliche Aufgabe ist die Durchblutung der Brustwand (wenn die Brustwandarterien für die Bypassoperation verwendet werden, entsteht kein Nachteil deswegen, die Durchblutung der Brustwand wird über andere Arterien, z. B. die Zwischenrippenarterien, gewährleistet). Zusätzlich wird häufig auch ein Segment einer Beinvene (Vena saphena magna) verwendet. Auch hier entsteht am Bein kein Nachteil; andere Venen übernehmen deren Funktion. Die Präparation der Beinvene kann über einen Schnitt am Bein oder auch endoskopisch erfolgen. Insgesamt dauern diese Vorbereitungen ca. 1,5 Stunden.

Anschliessend wird der Herzbeutel (Perikard) eröffnet und in den meisten Fällen erfolgt der Anschluss an die Herz-Lungen-Maschine (es gibt auch Situationen, wo die Bypassoperation ohne Einsatz der Herz-Lungen-Maschine durchgeführt wird, d.h. «off pump»). Für den Anschluss an die Herz-Lungen-Maschine wird je eine Kanüle in die Aorta und in den rechten Vorhof eingebracht. Zum Schutz vor Embolien wird eine sehr starke Blutverdünnung mittels Verabreichung von Heparin durchgeführt. Das Blut wird völlig ungerinnbar. Es erfolgt die Abklemmung der Hauptschlagader (Aorta) und die Stilllegung des Herzens mittels einer speziellen kaliumhaltigen Lösung (Kardioplegie), die den Herzmuskel ruhig stellt und auch schützt. Die Kranzarterien, die von den Engstellen (Stenosen) befallen sind, werden identifiziert. Unterhalb der Stenosen werden die Kranzarterien mit einer feinen Klinge auf einer Länge von ca. 3 bis 5 mm eröffnet. Mittels einer fortlaufenden Naht, die von Hand mit einem sehr feinen Faden durchgeführt wird, wird das vorher gewonnene Gefäss (Bypassgraft) in die Kranzarterie genäht.

Für eine solche Gefässnaht werden ca. 15 Minuten benötigt. Für diese feine Arbeit trägt der Operateur eine Lupenbrille, die 2,5 bis 4-fach vergrössert. Die Durchgängigkeit und auch die Dichtigkeit der Nähte werden überprüft. Ab und zu muss noch ein zusätzlicher Stich erfolgen, damit die Gefässnaht nicht blutet. Im Durchschnitt erfolgen 4 bis 6 Gefässnähte zu den Koronarien (distale Anastomosen). Anschliessend wird die Aortenklemme entfernt und die Durchblutung der Koronarien wieder freigegeben. Das Herz beginnt nach Auswaschung der stark kaliumhaltigen kardioplegischen Lösung von selbst zu schlagen. Es erfolgen noch die Gefässnähte der Bypassgrafts in die Aorta (proximale Anastomosen). Wenn alle Kontrollen (Dichtigkeit der Anastomosen, Lage der Bypassgrafts, usw.) erfolgt sind, wird der Blutfluss der Herz-Lungen-Maschine langsam reduziert und das Herz übernimmt kontinuierlich mehr Leistung.

Nach erfolgreichem Entwöhnen (weaning) vom kardiopulmonalen Bypass werden die Kanülen der Herz-Lungen-Maschine aus der Aorta und dem rechten Vorhof entfernt. Das blutverdünnende Heparin wird mit einem Gegenmittel (Protamin) weitgehend neutralisiert. Die Durchflussrate durch die Bypässe wird mittels Ultraschall gemessen und dokumentiert. In vielen Fällen erfolgt auch eine Beurteilung der Kontraktilität des Herzmuskels mit Ultraschall (Echokardiographie).

Es werden Drainageschläuche eingelegt, die überschüssiges Blut absaugen. Nach jeder Herzoperation mit Blutverdünnung gibt es eine gewisse «Nachblutung», die mengenmässig jedoch meistens gering ist; erst wenn genau festgelegte Blutungsmengen überschritten werden, spricht man von einer Nachblutung, die einer Revision bedarf. Anschliessend wird der Herzbeutel wieder zugenäht und das Brustbein mit feinen Drahtschlingen verschlossen.

Nach der Operation wird der Patient noch schlafend und künstlich beatmet (intubiert) auf die Intensivstation verlegt. Wenn der Kreislauf stabil ist, keine Komplikationen aufgetreten und alle Vitalparameter in Ordnung sind, wird die oberflächliche Sedation meistens nach 6 bis 12 Stunden aufgehoben. Der Patient erwacht langsam und wird dann vom Beatmungsgerät getrennt (extubiert). In einigen Fällen kann es sein, dass die Beatmung noch länger notwendig ist.

Die Dauer des Aufenthaltes auf der Intensivstation ist normalerweise 24 bis 72 Stunden. Sobald alle Vitalparameter (z. B. Blutdruck, Puls, Sauerstoffsättigung des Blutes, Nierenfunktion, Wachheitsgrad) in Ordnung sind und keine medikamentöse Kreislaufunterstützung durch adrenalinartige Substanzen (Katecholamine) mehr benötigt werden, kann die Verlegung von der Intensivstation auf die normale Abteilung geplant werden.