小细胞肺癌的治疗以化疗为主，可以联合或序贯以放疗，对于不到5%的仅限于肺实质内的早期患者考虑手术治疗。局限期SCLC以同步放化疗或化疗、放疗序贯治疗为主，同步放化疗优于序贯治疗，同步放化疗应尽早，并应给予预防性全脑放疗，预防性全脑放疗对生存的益处显著。广泛期SCLC以化疗为主，择期行局部或转移灶治疗。
手术治疗
按照TNM分期T1-2N0M0的患者经纵隔镜或外科分期证实者可行手术切除，即使是达到完全切除的患者术后亦需行化疗。
药物治疗
单药方案，1990s以前针对许多药物单药对SCLC的疗效的研究较多，近年也对一些药物进行了有效性的观察，常用药物及其在一线治疗时的有效率见下表。
| 药物名称 |
一线化疗有效率 |
备注 |
| 依托泊甙 |
45% |
口服或静脉 |
| 环磷酰胺 |
25% |
? |
| 顺铂 |
35% |
? |
| 卡铂 |
35% |
? |
| 阿霉素 |
40% |
? |
| 表阿霉素 |
>30% |
? |
| 甲氨蝶呤 |
>30% |
? |
| 伊立替康 |
35-40% |
? |
| 紫杉醇 |
30-35% |
? |
| 拓泊替康 |
40% |
二线有效率6-30% |
| 多西他赛 |
8-26% |
? |
| 氨柔比星 |
75% |
二线有效率50% |
2000年以前多个在SC LC广泛期患者中进行的III期临床研究证实了EP方案、CAV方案等在延长生存方面较单药所具有的优势。目前推荐的一线化疗方案主要是联合化疗方案，如下：
EP方案：依托泊甙 联合 顺铂。
CAV方案：环磷酰胺（CTX）+阿霉素（ADM）+长春新碱（VCR）1。
伊立替康 联合 顺铂。
一线后可考虑选用托泊替康、紫杉类及氨柔比星等。
放射治疗
可分为根治性和姑息性治疗两种，剂量 60-70Gy/2Gy/f。
