Etanol ini bertindak sebagai agen sclerosing, yang menyebabkan iritasi dan cedera ireversibel pada pembuluh darah, menyebabkan jaringan fibrosa terbentuk dan pembuluh "terlenyapkan". Ini menghancurkan koneksi antara lobus frontal dan bagian otak lainnya.
Moniz dan rekannya Almeida Lima, seorang ahli bedah saraf, melakukan prosedur ini pada pasien-pasien di sebuah rumah sakit di Lisbon. Mereka kemudian mengadopsi pendekatan bedah sebagai gantinya, mengembangkan instrumen yang disebut leukotomi dengan loop kawat untuk mengiris lesi di materi putih.
Hasilnya dianggap menjanjikan, dan Moniz dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 1949.
Selama di AS, mitra peneliti Moniz, seorang psikiater bernama Walter Freeman, mengambil hasil ini dan berlari bersamanya, atau bahkan lebih seperti lari cepat. Ditemani oleh ahli bedah saraf James Watts, ia melakukan lobotomi pertama di Amerika pada seorang ibu rumah tangga dari Kansas pada 1936. Watts dan Freeman kemudian memodifikasi teknik asli Moniz sehingga hanya lubang kecil yang perlu dibor ke dalam lengkungan zigomatik untuk instrumen bedah yang akan didorong ke dalam otak.
Namun, seiring berjalannya waktu, Freeman semakin ceroboh dengan tekniknya. Pada 1945, ia menemukan lobotomi transorbital, di mana instrumen seperti pemecah es yang disebut orbitoklas dipalu ke rongga mata pasien. Prosedur ini adalah asal istilah "lobotomi pemecah es".
Freeman terkadang menggunakan foto pasien sebagai "bukti" manfaat lobotomi. Dalam satu rangkaian foto, satu foto diberi judul "23 Maret 1942 sebelum operasi. 'Selamanya berjuang….wanita paling kejam'." Foto berikut diberi judul "4 April 1942, sebelas hari setelah lobotomi. Dia banyak tertawa."
Walter Freeman kemudian berkeliling untuk melakukan hingga 25 lobotomi setiap hari. Dia tidak melibatkan rekannya yang terlatih dalam bedah saraf, pergi sendirian. Dia juga menolak scrub dan sarung tangan bedah, ditambah segala kebersihan di ruang operasinya. Bahkan, dia dilaporkan mengunyah permen karet selama operasi, tidak mensterilkan tangannya, dan bahkan beroperasi di kamar hotel. Trik favoritnya adalah memalu instrumen ke kedua mata pasien secara bersamaan sebagai taktik kejutan.
Tidak mengherankan, Freeman akhirnya membunuh seorang pasien pada 1967, yang meninggal karena pendarahan otak setelah lobotomi. Sejak itu Freeman kemudian dilarang melakukan operasi.
Salah satu pasien lobotomi yang paling terkenal adalah Rosemary Kennedy, adik perempuan mantan Presiden AS John F. Kennedy. Selama proses riwayat kelahirannya, seorang perawat menahannya di dalam jalan lahir selama dua jam, menyebabkan kekurangan oksigen. Rosemary tumbuh tapi terus mengalami kesulitan belajar. Pada awal usia 20-an tahun, dia digambarkan sebagai orang yang mudah tersinggung dan memberontak, sehingga ayahnya meminta nasihat dari Freeman dan Watts.
Pada usia 23 tahun, ayahnya mengizinkan lobotomi untuknya. Seperti yang ditulis Lyz Lenz di Marie Claire: "Para dokter menyuruhnya membacakan puisi saat mereka memotong—ketika dia diam, mereka tahu prosedurnya selesai."
Prosedur tersebut membuat Rosemary mengalami cacat fisik dan mental permanen, sama sekali tidak dapat hidup mandiri hingga kematiannya pada usia 86 tahun.