Küçük hücreli akciğer kanserinin tedavisinde başvuru evresi oldukça belirleyicidir. Başvuru evresi “sınırlı” ise radyoterapi ile beraber uygulanan kemoterapi tedavisi, ardından koruyucu beyin ışınlaması tedavinin ana çerçevesini oluşturur. İlerlemiş küçük hücreli akciğer kanserinde ise, ana tedavi kemoterapi ve immünoterapinin birlikte uygulanmasıdır. İyi yanıt alınan hastalarda, kemoterapi belirli bir kür sayısından kesilerek, tekli immünoterapiye devam edilir.
Metastaz bölgelerine, tıbbi gereklilik halinde radyoterapi uygulaması yapılır. Başvuruda ilerlemiş küçük hücreli akciğer kanseri olup, bir nedenden dolayı immünoterapi alamamış hastalarda, kemoterapi başarısızlığı sonrasında immünterapi veya diğer klasik kemoterapi ajanları kullanılabilir. İlerlemiş akciğer kanseri olan tüm hastalar kemik metastazına bağlı ağrı, kırık ve anormal kalsiyum yüksekliği açısından risk altındadırlar. Kırık riski taşıyan kemik metastazlarına radyoterapi veya ortopedik cerrahi müdahale gereksinimi olabilir. Yine bu komplikasyonları azaltmak amacıyla kemik güçlendirici olarak tarif edilebilecek ilaç tedavileri önerilebilmektedir.
