Operacija je lahko zelo uspešna, vendar seveda ni brez tveganj in zapletov. Najtežji zaplet, ki se lahko pojavi že med operacijo ali kmalu po njej, je razvoj možganske kapi ali miokardnega infarkta. Oboje lahko povzroči celo bolnikovo smrt. Možganska kap v večini primerov nastane kot posledica embolije, kar pomeni, da se od lehe odtrgajo delci in zamašijo posamezno arterijo v možganih. Zaplete lahko povzroči tudi tromboza na mestu operativnega posega, na sami žili. Do možganske kapi lahko pride tudi zaradi posledično močno povečanega pretoka skozi možgane, potem ko je bila odstranjena pomembna zožitev karotidne arterije na vratu. Takšnemu stanju pravimo možganska hiperperfuzija, ki se pojavlja predvsem pri bolnikih z visokim in neurejenim krvnim tlakom. Hiperperfuzijski sindrom se lahko izraža kot glavobol ali kot nevrološke motnje, ki minejo, v težjih primerih pa pride do zatekanja možganov in krvavitve, ki lahko vodi v smrt. Zaradi vsega naštetega je trombendarterektomija kirurški poseg, ki od kirurga zahteva veliko mero previdnosti in znanja.