Po wykonaniu znieczulenia, anestezjolog wraz z pielęgniarką nadzoruje pacjenta w trakcie operacji, podtrzymuje znieczulenie oraz zapobiega lub leczy stany mogące doprowadzić do zagrożenia życia lub zdrowia pacjenta. Nadzór polega na monitorowaniu parametrów życiowych takich jak tętno, ciśnienie tętnicze, saturacja krwi, oddech, temperatura ciała, jak również monitorowanie składu mieszaniny oddechowej wdechowej i wydechowej, utraty krwi, utraty płynów, utraty ciepła itd. Koniec operacji nie jest końcem pracy dla anestezjologa. Jeżeli pacjent był znieczulany ogólnie należy pacjenta wybudzić i przekazać na oddział pooperacyjny (POOP). W większych szpitalach na oddziałach pooperacyjnych dyżuruje na stałe anestezjolog, w mniejszych szpitalach pacjentami z oddziału pooperacyjnego opiekuje się anestezjolog znieczulający na pobliskim bloku operacyjnym. Zadaniem anestezjologa w okresie pooperacyjnym jest głównie leczenie bólu i zapobieganie powikłaniom, do jakich może dojść w okresie pooperacyjnym np. depresji oddechowej, wymiotom.Coraz częściej w piśmiennictwie światowym mówi się o anestezjologii jako o medycynie okołooperacyjnej.