درمان گامانایف به طور کلی شامل این مراحل است:

•         قرار دادن فریم سر. به منظور جلوگیری از حرکت سر در طول درمان، یک فریم جعبه ای شکل به سر وصل می شود. پین هایی که به طور خاص برای این منظور طراحی شده اند، فریم سر را به جمجمه محکم می کنند. فریم سر همچنین راهنمای متمرکز شدن پرتوهای گاما به محل دقیق ضایعه تحت درمان است.
•         تصویربرداری محل تومور. هنگامی که فریم سر در جای خود قرار گرفت، محل دقیق ضایعه ای که باید درمان شود با استفاده از سی تی اسکن یا ام آر آی تعیین می شود.
•         برنامه ریزی دوز تشعشع. پس از اتمام سی تی اسکن یا ام آر آی، تیم پرتودرمانی برنامه درمانی را تعیین می کنند.
•         پرتودرمانی. پس از قرار گرفتن برای درمان، نوعی کلاه ایمنی با صدها سوراخ روی فریم سر قرار می گیرد. این سوراخ ها به تمرکز پرتوها روی هدف کمک می کنند.

به طور معمول، تنها یک جلسه درمانی برای ضایعه مورد نیاز است. قبل از درمان یک آرامبخش به بیمار داده می شود. درمان از 20 دقیقه تا 2 ساعت طول خواهد کشید. این بستگی به نوع و محل ناحیه تحت درمان دارد ولی بطور معمول درمان طی 30 تا 90 دقیقه صورت می پذیرد. حین درمان، بیمار درد یا احساس دیگری ندارد.

اغلب فقط یک جلسه درمان کافی است و بیمار می تواند بعد از درمان به منزل برود، البته بهتر است روز بعد از درمان را در منزل استراحت کند.

پاسخ به درمان، از چند هفته تا چند سال بعد از انجام درمان حاصل می شود و این مدت زمان بستگی به نوع بیماری دارد.