Birkaç basamaktan oluşan ve birçok enzimin katılması ile oluşan ekzisyonal onarım DNA’ların tamiri için çok daha karmaşık önemli bir onarım mekanizmasıdır. İlk basamakta endonükleazlar hasarlanmış olan DNA bazlarının yanındaki DNA molekülünü parçalarlar. Daha sonra bir ekzonükleaz hasarlı olan segmenti sıyırır ya da keserek alır ve DNA polimerazlar yeniden bazları katalizleyerek yeni bir sarmal meydana getirir. Oluşturulan bu yeni “yama” olarak adlandırılan sarmal, DNA’nın sonuna ligaz yardımı ile eklenir. Bu onarım şekli ultraviole radyasyonu tarafından oluşturulan dimerler gibi bazlardaki arızaları onarmak için uygundur.