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Ähnlich wie bei der Spinalanästhesie wird auch bei der Periduralanästhesie nach Desinfektion und örtlicher Betäubung eine Kanüle (Hohlnadel) zwischen zwei Wirbelkörper eingeführt. Anders als bei der Spinalanästhesie wird die Kanüle hierbei in einen anderen Raum (den sogenannten Periduralraum) platziert, der anatomisch gesehen vor dem mit Nervenwasser gefülltem Raum liegt und von diesem durch die harte Hirnhaut getrennt ist.
Ein sehr dünner, flexibler Kunststoffschlauch (der Periduralkatheter) wird dann durch die Hohlnadel in den Periduralraum eingeführt und die Nadel wieder entfernt. Über diesen Periduralkatheter wird dann das örtliche Betäubungsmittel appliziert. Das Betäubungsmittel wirkt innerhalb von ca. 15 Minuten und führt zu einer auf bestimmte Körperabschnitte (Segmente) begrenzten Anästhesie. Durch geeignete Wahl des Punktionsortes und der Menge des applizierten Lokalanästhetikums lässt sich die Ausbreitung der Betäubung bei diesem Verfahren ausgezeichnet steuern und durch kontinuierliche Applikation mittels Spritzenpumpe über Tage hinweg aufrechterhalten.
Bei grossen und schmerzhaften Eingriffen im Brustkorb, Bauch oder Becken wird dieses Verfahren in Kombination mit der Allgemeinanästhesie angewandt. Im Bereich der Geburtshilfe kommt die Periduralanästhesie zum Einsatz, um den Wehenschmerz abzulindern.