Αναπτύχθηκε το 1976 για πρώτη φορά από τους Fernstrom και Johansson και στη συνέχεια αποτέλεσε ιδιαίτερα δημοφιλή μέθοδο μέχρι την εισαγωγή και ευρεία εφαρμογή της ESWL στην καθημερινή πράξη. Το πιο σημαντικό στάδιο στην PCNL είναι η παρακέντηση του πυελοκαλυκικού συστήματος η οπία πρέπει να παρέχει ευθεία πρόσβαση στο λίθο-στόχο και ασφαλή και αναίμακτη χρήση εργαλείων. Η θέση και κατεύθυνση της παρακέντησης στο σημείο εισόδου στην αποχετευτική μοίρα του νεφρού είναι καθοριστικό της επιτυχίας των επόμενων βημάτων της επέμβασης που πραγματοποιούνται υπό ακτινοσκόπηση. Ακολούθως τιθεται δια της βελονης ένα ισχυρο οδηγό σύρμα (stiif) ως τη νεφρική πύελο ή στο συστοιχο ουρητήρα εφόσον ειναι εφικτό. Διι'αυτού εκτελούνται διαστολές (μεταλλικοί ή ελαστικοί διαστολείς ή διαστολέας με μπαλόνι) εως την επιθυμητή διάμετρο για τη τοποθέτηση της θήκης εργασίας Amplatz και του νεφροσκοπίου εντός αυτής. Ο κατακερματισμός του λίθου γίνεται με μηχανικό λιθοθρύπτη, υπερήχους ή ηλεκτρουδραυλικό λιθοθρύπτη και αφαίρεση των λιθιασικών συγκριμάτων με ειδικές λαβίδες. Γίνεται έλεγχος για υπολειμματική λιθίαση υπό ακτινοσκόπηση και τοποθετείται πάντα νεφροστομία που αφαιρείται μετά 2-4 ημέρες. Εφ'όσον κριθεί σκόπιμο ο ασθενής μπορεί να υποβληθεί σε συμπληρωματική ESWL λίγες μέρες μετά, ενώ η παραμονή της νεφροστομίας επιτρέπει τυχόν δεύτερη επέμβαση επί υπολειμμάτων λίθου (second look).
Η εξελιξη της τεχνολογίας έχει οδηγησει στη χρήση μικροτερων εργαλείων για την εισοδο στο νεφρό (mini-PNL, micro-PNL), μειώνοντας τα ποσοστα των επιπλοκών της διαδερμικής λιθοθρυψίας αλλα και με περιορισμους στο μεγεθος του λιθου (ειδικά στη micro-PNL)

Ενδείξεις PCNL:

• Λίθος νεφρού >2,5cm
• Υπολειμματική λιθίαση μετά από ESWL ή αποτυχημένη ενδοουρολογική επέμβαση 
• Λίθος μέσα σε εκκόλπωμα κάλυκος
• Λίθος κάτω κάλυκα σε συνδυασμό με στένωση αυχένος
• Λίθος σε συνδυασμό με πυελοουρητηρική στένωση

Επιπλοκές PCNL:

• Κάκωση νεφρικής πυέλου 8-15%
• Αιμορραγία που απαιτεί μετάγγιση 2-11%
• Κάκωση εντέρου 0,1%
• Πνευμοθώρακας / αιμοθώρακας 0,2-2,5%
• Πυρετός / σήψη 0,3-2,5%
• Έμφραγμα μυοκαρδίου 0,1-0,4%
• Ψευδοανεύρυσμα ή αρτηριοφλεβική επικοινωνία 0,5-1,2%
• Στένωση πυελοουρητηρικής συμβολής ή ουρητήρα 0,1-0,7%

Από τα αποτελέσματα της PCNL αναφέρονται ποσοστά επιτυχίας που φτάνουν το 98% και μειώνονται όσο αυξάνει ο αριθμός και το μέγεθος των λίθων Υπάρχει και η sandwich therapy (PCNL+ESWL) με ποσοστά επιτυχίας 75-95%