As abordagens cirúrgicas ureterais como a ureterotomia, são tecnicamente exigentes e representam um desafio na Medicina Veterinária, especialmente em espécies de pequeno porte, nas quais o desenvolvimento de complicações pós-operatórias é frequente. A microcirurgia permite a execução de procedimentos precisos em estruturas anatômicas de pequenas dimensões, tornando-se uma opção benéfica para aprimorar os resultados de intervenções cirúrgicas ureterais. Assim, objetivou-se avaliar a eficácia e a segurança da técnica de ureterotomia microcirúrgica em coelhos (Oryctolagus cuniculus) como modelo experimental. Para isso, foi conduzido um ensaio clínico randomizado duplo cego com uma amostra de 31 coelhos adultos da raça Nova Zelândia, divididos em três grupos de tratamento: grupo controle (GC), grupo longitudinal (GL) e grupo transversal (GT). O GC foi submetido à técnica de celiotomia mediana, enquanto o GL e o GT foram submetidos à ureterotomia microcirúrgica com diferentes padrões de sutura. Foram realizadas avaliações pós- operatórias a curto (≤ 3 dias), a médio (4-30 dias) e a longo prazo (> 30 dias) para estimar a ocorrência de complicações, como uroabdômen, estenose e obstrução ureteral (OU). Essas avaliações incluíram exames de hemograma, perfil bioquímico, ultrassonografia abdominal, urografia excretora, análise de líquido abdominal e avaliação histopatológica de rins e ureteres, sendo realizados no pré-operatório e ao longo do pós-operatório (3º, 30º e 59º dias). Os dados foram avaliados por análise de variância, Teste de Tukey e teste de Freeman-Halton (P < 0,05), além de análise multivariada (P < 0,25). Os resultados revelaram completa cicatrização ureteral em GL e GT, com preservação da função dos rins e ureteres. Não foi verificada associação significativa entre os grupos e a ocorrência de uroabdômen e estenose. O GL e o GT apresentaram correlação significativa (P < 0,001) com o desenvolvimento transitório de OU parcial no pós-operatório a curto prazo em decorrência de reação inflamatória local. Os achados indicam que a ureterotomia microcirúrgica é segura e eficaz. Os padrões de sutura não influenciaram na ocorrência das complicações pós-operatórias. Palavras-chave: Fibrose. Microscópio cirúrgico. Ureter. Ureterolitíase. Uroperitônio.