Bei der Ballondilatation wird in Lokalanästhesie die Beinarterie in der Leistenbeuge punktiert, ein flexibler Führungsdraht in das Gefäß eingebracht, die Stenose sondiert und ein Katheter mit einem Ballon an der Spitze über den Draht in der Stenose platziert. Mit hohem Druck (8-14 bar) wird dann das Gefäß aufgeweitet. Dabei reißen die verdickte Gefäßinnenschicht und auch Teile der Muskelschicht ein. Bei Verwendung von schneidenden Ballonkathetern, bei denen kleine Messer in den Ballon eingearbeitet sind, die die Gefäßwand ca. 1/10 mm tief einschneiden, wird die Erweiterung durch das kontrollierte Einschneiden der Plaques erleichtert und das Gefäßtrauma verringert. Damit können auch periphere Gefäße am Unterschenkel mit akzeptabler Restenoserate dilatiert werden.
Die Ballondilatation ist für die Behandlung kurzstreckiger (<10 cm) Stenosen und Verschlüsse, die schon längere Zeit bestehen, geeignet. Bei akuten und subakuten Verschlüssen mit Verschlechterung der Symptomatik in den letzten 6 Wochen müssen thrombotische Anteile des Verschlusses zunächst lysiert werden, um eine Embolisation während der Dilatation zu vermeiden.