目的观察关节镜下微骨折技术、富血小板血浆（PRP）注射及超声疗法联合治疗对膝关节骨性关节炎（KOA）患者疼痛、膝关节功能及关节液超氧化物歧化酶（SOD）水平的影响。方法选取2021年1月至2022年12月河北省秦皇岛市第二医院收治的78例中期KOA患者作为研究对象，按照随机数字表法+信封袋法分为超声组和无超声组，每组39例。超声组给予关节镜下微骨折技术、PRP注射及超声疗法联合治疗，无超声组给予关节镜下微骨折技术及PRP注射联合治疗。记录并比较超声组和无超声组临床疗效、视觉模拟评分量表（VAS）评分、Lysholm膝关节功能评分表（Lysholm）评分、氧化应激指标水平、炎症因子水平、生活质量评价量表评分及毒性反应发生情况。结果超声组临床总有效率为84.62%，明显高于无超声组的64.10%，差异有统计学意义（P＜0.05）。超声组和无超声组治疗后Lysholm评分、SOD水平均明显高于治疗前，VAS评分及一氧化氮（NO）、白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、基质金属蛋白酶3（MMP3）水平均明显低于治疗前，且超声组治疗后Lysholm评分、SOD水平均高于无超声组，VAS评分及NO、IL-1β、TNF-α、MMP3水平均低于无超声组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。超声组和无超声组治疗后躯体疼痛、一般健康状况、生理职能、生理机能、精力、情感职能评分均明显高于治疗前，且超声组治疗后一般健康状况、躯体疼痛、生理机能、精力评分均明显高于无超声组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。超声组和无超声组治疗期间均无毒性反应发生。结论关节镜下微骨折技术、PRP注射及超声疗法联合治疗可有效缓解KOA患者疼痛症状，改善氧化应激反应，抑制炎症反应，提高其膝关节功能和生活质量，且安全性良好。