以下推荐的治疗是基于美国国立癌症研究所和梅澳临床中心提出的治疗原则。
在确定治疗计划时，肿瘤的分期和组织学分类是非常重要的因素，因为多数病人在确诊时已有潜在的和明显的转移。在差别较小的分期中，存活期无明显差异，因此，小细胞肺癌病人的实际治疗，不采用以往提到的复杂的TNM分期系统，而最常采用的是弥漫期和局限期分期，但这一分期难以名确定义，目前认为局限期小细胞癌是指肿瘤局限在一侧胸腔的脏器、纵隔和锁骨上淋巴结，而弥漫期指肿瘤广泛，超出以上局限期定义的范围，此类病人常伴有远处转移。
局限期SCLC
仅1/3的病人在诊断时属局限期，化疗是治疗局限期SCLC的主要手段。
化疗用细胞毒性物质作用在不同的细胞分裂周期，如：长春新碱阻止微管的形成，阿霉素阻止DNA和RNA的合成，这些药物，作用目标在细胞分裂过程，因此，对快速分裂的细胞较其它细胞影响更大，由于癌细胞是快速分裂的细胞，它们受药物的影响较正常细胞要大，这一特性也说明了副作用，如化疗引起的脱发和骨髓移植。
完全缓解的病人，在治疗后2年仍有35%到65%的人病变累及中枢神经系统（CNS），因此，对缓解的病人也常需预防性颅脑放疗(PCI),但仍需进一步的研究PCI的神经毒副作用，以确认其在生存期方面的优点。
治疗选择
1. 可采用以下方案之一的联合化疗和胸部放疗
o EC: 足叶乙甙 + 顺铂 + 4000-4500 cGy 的胸部放疗
o ECV: 足叶乙甙 + 顺铂 + 长春新碱 + 4500cGy 胸部放疗
完全缓解的病人也应给予预防性颅脑放疗(PCI)以防止CNS转移。
1. 有肺功能损害或疗效较差的病人，联合化疗(做或不做PCI)。
对高选择性的病例，在化疗或化疗加胸部放疗后，行外科切除(做或不做PCI)。
目前正在进行新药方案、不同剂量、原发瘤的手术切除、新放疗方案和技术以及放疗时机的研究，其中也包括NSCLC和SCLC的免疫治疗应用，目前尚无有效发现。采用自体骨髓移植的大剂量化疗已研究多年，但几乎未证明延长了生存期。随着对小细胞癌生物特性的了解逐步增加，将会发现新的因子，自分泌生长因子和其受体、干扰素等的作用将进一步研究。
肺癌病人的生存期差、且需要新的治疗方案，使得大量病人加入到临床实验组和使用未经证实的药物，在临床研究中，要特别注意以下问题：在使用未经证实的药物治疗时，要考虑到伦理道德问题；且在推荐实验性治疗之前，要考虑到可能会加重病人的痛苦。
弥漫期SCLC
弥漫期病人的化疗方案类似于局限期病人所使用的，因广泛转移，很少采用胸部放疗。
治疗方案
1. 文献报用以下方案之一的联合化疗（做或不做PCI）有较好疗效，且生存期相近。
CAV: 环磷酰胺 + 阿霉素 + 长春新碱
CAE: 环磷酰胺 + 阿霉素 + 足叶乙甙
EP or EC: 足叶乙甙 + 顺铂 或 卡铂
ICE: 异环磷酰胺 + 卡铂 + 足叶乙甙
1. 化疗不能立即缓解的转移部位，特别是脑、硬膜外和骨转移，需用放疗。
二线治疗对于复发患者的生存期稍有益处。
在泰素(紫杉醇)方面的研究，拓扑异构酶I抑制剂(依立替康)，长春瑞宾和吉西他滨作为新制剂目前正在采 用，并将其加入到新方案中，似乎有助于延长生存期，不同剂量的临床研究及大剂量化疗也正在采用。
对高危病人，以往有或没有肿瘤病史者，采用旨在防止发生肿瘤的预防性化疗，在没有癌症病史的病人中，用β-胡萝卜素或维生素A的预防性治疗没有明显益处。对二次原发肿瘤的发生率，维生素A、β-胡萝卜素可减少其发生，进一步的研究将会产生更多的结果。
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