Sau khi chuẩn bị đầy đủ các thủ tục về an toàn phẫu thuật, hai bé song sinh dính liền Trúc Nhi - Diệu Nhi đã được chuyển vào phòng mổ lúc 5h30 ngày 15/7. Sau khi gây mê nội khí quản thành công, các nhóm phẫu thuật hội ý lần cuối trước mổ để xác định lại phương án thực hiện. Đường mổ được xác định trên cơ thể hai bé lúc 8h30.sửa máy in tận nơi quận 9 9h51 phút, TS.BS Trương Quang Định - Giám đốc Bệnh viện Nhi đồng Thành phố - Trưởng ê-kíp mổ - rạch da đường đầu tiên bắt đầu cuộc mổ. Sau đó, TS.BS Trần Văn Dương, Bệnh viện Chợ Rẫy, Trưởng nhóm phẫu thuật tạo hình bắt đầu rạch da, cân cơ và mở bụng hai bé. Nhóm phẫu thuật ngoại tổng quát tiến vào thám sát ruột và thực hiện phương án chia đôi ruột. Trong phòng mổ chính, 20-30 nhân viên y tế được duy trì. Để có máu cho hai bé sử dụng trong suốt ca mổ, bệnh viện đã đăng ký 16 đơn vị hồng cầu lắng, 12 đơn vị huyết tương tươi đông lạnh và 12 đơn vị tiểu cầu. Tất cả dị tật của Trúc Nhi và Diệu Nhi phù hợp những dự liệu trước phẫu thuật. Hiện tại, sinh hiệu hai bé ổn định. Việc chuẩn bị trước phẫu thuật tốt nên diễn tiến từ gây mê, sắp tư thế đúng dự kiến. Các bác sĩ đã chia nửa đầu đại tràng cho bé Trúc Nhi, nửa cuối kèm hậu môn thật cho Diệu Nhi. Việc tách cơ quan tiêu hóa của hai bé diễn ra thuận lợi. Những giây phút căng thẳng cuối cùng trước khi hai bé chính thức tách rời. 14h07 phút, các bác sĩ đã tách thành công hai bé song sinh dính liền. BS Trần Thanh Trí, Trưởng khoa Ngoại tổng hợp, Bệnh viện Nhi đồng 2, chia sẻ: "Thời điểm tách thành công, tôi không thể nói nên lời". Bé Trúc Nhi được chuyển sang phòng phẫu thuật khác để tiếp tục chỉnh, tạo hình các cơ quan. Các bác sĩ đang tiến hành chỉnh lại khung chậu, chỉnh hình cho hai bé, đã truyền một đơn vị máu.