Die eigentliche Durchführung kann sowohl im Fall der kathetergestützten Untersuchung als auch dem der CT- bzw. MR-Angiographie ambulant stattfinden. Sollte die Herzfrequenz zu Beginn der CT-Untersuchung über 65 Schlägen pro Minute liegen, bekommt der Patient einen Betablocker, um sie zu senken. Um die Blutgefäße für das gewählte Aufnahmeverfahren zu kontrastieren, wird der Patient auf dem Untersuchungstisch positioniert und erhält das Kontrastmittel entweder über den Venenzugang oder mittels Katheter (in diesem Fall wird die Punktionsstelle vorher betäubt). Anschließend erfolgt die Aufnahme mittels CT, MRT oder Röntgen.
Sofern eine CT-Koronarangiographie angesetzt ist, werden zu Beginn einige Einstellungsmessungen durchgeführt. Im Anschluss kann das Herz zuerst ohne Kontrastmittel mittels CT untersucht werden, um mögliche Gefäßverkalkungen (Kalkscore-Bestimmung) nachzuweisen oder auszuschließen (ist der Befund an den Herzkranzarterien positiv, wird das Ausmaß abgeschätzt und mit Personen der Geschlechts- und Alterskohorte verglichen). Danach folgt eine Messung der Verteilungsgeschwindigkeit des Kontrastmittels von der Armvene zu den Herzkranzgefäßen (dieser Zeitraum ist patientenindividuell verschieden). Nach den vorbereitenden Messungen werden die Koronargefäße untersucht. Der CT-Scan dauert weniger als eine Sekunde, wenn der Puls unter 65 Schlägen pro Minute liegt.
Werden die Blutgefäße mittels MR-Angiographie untersucht, erfolgt die Positionierung auf dem fahrbaren Untersuchungstisch, der in die MRT-Röhre nach Verabreichen des Kontrastmittels bewegt wird. Um die Bildgebung im Brustbereich zu optimieren, werden Atemkommandos gegeben (in den einzelnen Atemphasen verändert sich die Qualität der radiologischen Aufnahmen).