การตรวจตาอย่างละเอียดรวมทั้งโครงสร้างภายในและการเคลื่อนไหวของตา จะช่วยให้แพทย์สามารถวินิจฉัยอาการตาเหล่ออกอย่างถูกต้องแม้แว่นตา ผ้าปิดตา การฝึกตา หรือปริซึม อาจลดหรือช่วยลดการตาเหล่ออกของเด็กบางคน แต่บ่อยครั้งก็ยังต้องผ่าตัด

มีรูปแบบสามัญของตาเหล่ออกที่รู้จักว่า convergence insufficiency ซึ่งตอบสนองได้ดีต่อการบำบัดสายตารวมทั้งการฝึกตาเป็นอาการที่ตาทั้งสองไม่ทำงานร่วมกันเมื่อมองใกล้ ๆ เช่น เมื่ออ่านหนังสือแทนที่ตาจะเล็งไปที่วัตถุใกล้ ๆ ร่วมกัน ข้างหนึ่งกลับเหล่ออก

ส่วนอาการตาเหล่ออกต่อมา (Consecutive exotropia) เป็นตาเหล่ออกทีเกิดหลังจากตาเหล่เข้าที่เกิดก่อนบ่อยที่สุดเกิดจากการผ่าตัดแก้ปัญหาตาเหล่เข้าที่ทำมากเกินซึ่งสามารถแก้ได้ด้วยการผ่าตัดอีกหรือการบำบัดสายตาโดยการบำบัดสายตาจะดีที่สุดเมื่ออาการตาเหล่ต่อมาเป็นเพียงบางครั้งบางคราว สลับข้าง และเป็นเพียงเล็กน้อย[6](แต่ตาเหล่ออกต่อมาก็สามารถเกิดเองจากตาเหล่เข้า โดยไม่ต้องผ่าตัดหรือรักษาด้วยโบทูลินั่ม ท็อกซิน[7])

เพราะความเสี่ยงของการผ่าตัด และเพราะคนไข้ 35% จะต้องผ่าตัดอีก คนไข้จึงมักจะเลือกบำบัดสายตา (vision therapy) ก่อนซึ่งจะมีการบริหารฝึกตา

การผ่าตัดรักษาตาเหล่บ่อยครั้งจะแนะนำถ้าตาเหล่ออกมากกว่าครึ่งตลอดทั้งวัน หรือถ้าเป็นบ่อยขึ้นเรื่อย ๆและก็แนะนำด้วยถ้าเด็กตาเหล่ออกมากเมื่ออ่านหนังสือหรือดูวัตถุใกล้ ๆ หรือถ้ามีหลักฐานว่า ตาทั้งสองเสียสมรรถภาพในการมองเห็นเป็นภาพเดียวถ้าไม่ผ่านเกณฑ์เหล่านี้ อาจจะเลื่อนการผ่าตัดเพื่อสังเกตการณ์ต่อไปโดยใส่หรือไม่ใส่แว่น และ/หรือให้ปิดผ้าในกรณีที่เป็นน้อยมาก มีโอกาสด้วยว่า อาจจะหายไปเองโดยให้เวลาผลสำเร็จในระยะยาวของการผ่าตัดรักษาอาการตาเหล่หลายอย่าง รวมทั้งตาเหล่ออกที่เป็นชั่วครั้งชั่วคราว ยังมีหลักฐานไม่ชัดเจนและการผ่าตัดบ่อยครั้งมีผลเป็นอาการหนักขึ้นเนื่องจากทำเกินหลักฐานจากวรรณกรรมทางการแพทย์บอกนัยว่า การผ่าตัดที่ตาข้างเดียวมีผลดีกว่าการผ่าตัดทั้งสองข้าง สำหรับคนไข้ที่มีตาเหล่ออกเป็นบางครั้งบางคราว[8]

การผ่าตัดแก้ตาเหล่ออกจะต้องผ่าเนื้อเยื่อที่ปกปิดตาเพื่อให้เข้าถึงกล้ามเนื้อตาหลังจากนั้นก็จะจัดการกล้ามเนื้อที่เป็นเป้าหมายเพื่อให้ตาสามารถขยับได้อย่างสมควรการผ่าตัดจะทำโดยให้ยาสลบคนไข้จะฟื้นสภาพได้อย่างรวดเร็ว และโดยมากจะสามารถทำกิจกรรมปกติได้ภายในไม่กี่วันหลังจากผ่าตัด อาจจะต้องใส่แว่นสายตา และในกรณีจำนวนมาก จะต้องผ่าตัดเพิ่มเพื่อรักษาตาให้ตรง

ถ้าจำเป็นต้องผ่าตัดเด็ก ก็มักจะทำก่อนเข้าโรงเรียนเพราะจะง่ายกว่าสำหรับเด็ก และให้โอกาสตาทำงานร่วมกันได้ดีมากกว่าเหมือนกับการผ่าตัดอื่น ๆ ทั้งหมด ก็มีความเสี่ยงบ้างแต่การผ่าตัดรักษาตาเหล่ปกติจะปลอดภัยและได้ผล