Bei diesem Verfahren wird ein Lokalanästhetikum in den Epiduralraum, ein schmaler Raum zwischen der Haut, welche das Nervenwasser des Rückenmarks umgibt (Dura mater) und einem kräftigen Band gegen die Wirbelkörper (Ligamentum flavum) gespritzt. Da das Lokalanästhetikum hier nicht direkt ins Nervenwasser gespritzt wird, braucht es etwas mehr Zeit als bei der Spinalanästhesie, bis sich die Teilnarkose voll ausbildet. Dafür kann die Epiduralanästhesie auf jeder Höhe der Wirbelsäule durchgeführt werden und eignet sich so auch für die Schmerzbekämpfung bei Eingriffen an der Lunge, im Oberbauch oder bei sehr schmerzhaften Rippenfrakturen. Diese Technik kommt sehr oft in Kombination mit einer Vollnarkose zur Anwendung. Um die Schmerztherapie über längere Zeit aufrecht zu erhalten, wird bei der Epiduralanästhesie fast immer ein sehr dünner Katheter in den Epiduralraum vorgeschoben. Dies erfolgt über dieselbe Nadel, welche zur Epiduralanästhesie benutzt wurde, so dass kein weiterer Stich dafür erforderlich ist.
Auch hier wird der Patient nach der Operation vorerst weiter im Aufwachraum betreut.