本病首选治疗是给患儿静注前列腺素E，维持动脉导管开放或行球囊房间隔缺损扩张术，以提供足够的体-肺动脉血液分流，保持体动脉系统的血氧饱和度。如经此处理，缓解低氧血症仍不充分，则在4～8 个月时行房间隔扩大术，以增加两循环的血液沟通，维持患儿生存。待成长至2～3 岁时再施行矫治手术，如心房内血流改道(Mustard 手术或Senning 手术)或者动脉血流改道(Jatene 手术)等。
1.术前处理
对于有严重缺氧的婴儿，应在转送至三级医院前即行静脉静滴前列腺素E1 或前列腺素E2 以扩张动脉导管，伴代谢性酸中毒者可静注碳酸氢钠纠正酸中毒。球囊房隔造口术可作为最初的姑息性手术。在X 线或超声心动图的直视监控下，导管自股静脉插入，经下腔静脉至右心房后推开卵圆孔帘膜进入左心房，确定导管位于左房后使球囊膨胀，再轻巧快速地回拉导管，使球囊撕裂房间隔。这种方法可改善体循环的缺氧状态。
2.手术治疗
在大动脉转换术被引入以前，20 世纪60 年代至80 年代初期，大动脉转位患儿的治疗仅局限于心房置换，即在心房水平通过将体循环静脉血导引至左心室，肺静脉血引入右心室以纠正异常的血流动力学。主要有两种术式，Mustard 手术和Senning 手术。Mustard 手术时需切除大部分房间隔，在心房内置入板障以建立新的血流通道，补片可为心包组织或化学合成材料。与之不同的是，Senning 手术补片材料来自患儿自身右心房壁及房间隔。由于心房转换术的较高的手术成功率，在先心病术后随访的患儿中，此类患儿占有一定的比例。然而，虽然早期效果较好，但由于术后远期的并发症较多，故此类手术目前已很少采用，以下介绍目前采用的手术方法。
(1)室间隔完整的大动脉转
位对于室间隔完整的大动脉转位患儿，在生后1 个月内可行大动脉转换术，最佳手术时间是在生后1～2 周。手术是将错位的主肺动脉切断互换，同时将冠状动脉移植到转位后的主动脉上，以达到解剖上的完全纠正。1975 年Jantene 等首先报道成动，现已被广泛采用，手术成功率可达90%以上。
为了避免因肺动脉较短而使用导管连接新的肺动脉干断端，Lecompte 提出一新方案，即充分分离肺动脉干及其分支，并将其转移到主动脉前方，使肺动脉干远心端有足够长度可以和主动脉根部吻合。形成新的肺动脉。冠状动脉自原先的主动脉根部切下，连同其周围的主动脉壁重新植入转位后的主动脉根部，冠脉缺口由补片修复。尽管有人认为将冠脉转位是引起手术死亡的一个危险因素，但这种方法因能彻底纠正冠状动脉解剖上的异常而在动脉转位术中经常运用。
但是，当小儿长至1 个月以上，治疗便会复杂。出生后随着肺血管阻力下降，左心室收缩期室内压降低，室间隔向左心室膨出。一旦时间较长，左心室将得不到正常发育，术后因没有足够左心室容积供给体循环血液，不能适应新的血流动力学要求而失败。有时特殊情况下可先行肺动脉环缩术，以达到减轻肺充血，促进左心室发育的目的。然而，肺动脉环缩术可使青紫进一步加重和短暂的由急性左心室功能不全造成的低心排血量综合征，一般在术后7～10 天就可以恢复。对于大于1 个月的患儿，可采取在行大动脉转换术7～10 天行肺动脉环缩术和体肺动脉分流术的快速二期手术方法。
(2)大动脉转位伴室间隔缺损
伴有室间隔缺损但无左心室流出道梗阻的患儿，应在出生后1 个月内进行动脉转换加室间隔缺损修补术，其术后生存率与室间隔完整者相同。一些伴有多发孔洞型室间隔缺损的患儿，可先行肺动脉环缩一期姑息手术。但环缩术后，尤其在流出部室间隔对位不良时，可产生主动脉瓣下狭窄;而且肺动脉环缩术可进一步引起转位后的新主动脉根部扩张和增加新主动脉血液反流的机会。
高肺血管阻力是关闭室间隔缺损的反指征。但尽管存在肺血管疾病，但通常情况下肺动脉氧饱和度仍高于主动脉，单纯行大动脉转换术不关闭室间隔缺损也最终可因提高体动脉氧饱和度而缓解患儿的症状。
(3)大动脉转位伴左室流出道梗阻
动力性左室流出道梗阻在临床上意义不大，并不是手术的禁忌证。近来，对伴有室间隔缺损、左心室流出道梗阻并有严重低氧血症的新生儿，可先行体肺动脉分流术，然后再行Rastelli 手术。尽管Rastelli 手术的术后的成功率在1～2 岁的幼儿较高，但在婴儿期仍可进行。手术时以补片在室间隔缺损与右心室内的主动脉下圆锥之间建立内隧道，使来自左心室的血液可通过心室内通道流入主动脉，同时，肺动脉总干离断，用人工管道将右心室和离断的远端肺动脉相连。病例选择时需要求有足够大的室间隔缺损，以确保术后左心室流出道的通畅，有必要时将前侧的肌部室间隔切去，以扩大室间隔缺损。而当缺损远离累及主动脉瓣下圆锥或异常三尖瓣组织，遮挡室间隔缺损时，则需先重建心室间的通道。近来，手术的成功率达95%，尤其在大于1～2 岁的病儿。一些学者主张在小儿到4～6 岁时手术以便植入成人规格的人工管道。Rastelli 手术的缺点在于将来需做人工管道替换手术。
另一种术式由Lecompte 提出，手术无须人工管道。手术方法是，在左心室和主动脉之间建立一个较短的心室内隧道;封闭肺动脉口，将离断的肺动脉直接与右心室流出道连接。此方案避免了将来的人工管道替换术，具有一定的发展潜力，但术后可引起肺动脉反流。但近期的报道表明，术后效果和Rastelli相当。
(4)大动脉转位伴主动脉弓异常
大动脉转位合并主动脉弓畸形多与室间隔缺损及圆锥隔前向性对位不良伴发。临床可通过左侧经胸行水肿修补术，是否做肺动脉环缩术视情况而定。大动脉转换术可紧接在水肿修补术后进行。当有严重水肿或主动脉断离伴主动脉发育不全时，可通过胸部正中切口同时完成大动脉转换术、室间隔缺损修补术及主动脉弓重建术，但手术危险性较大。圆锥隔前向性对位不良引起明显主动脉瓣下狭窄者需要手术解除，当梗阻严重时则需在右室-肺动脉间放置人工带瓣管道