Мелкоклеточный рак легких очень быстро развивается и является высоко злокачественным, и многие из них уже находятся на средней или поздней стадии при обнаружении. Даже если они находятся на ранней стадии при обнаружении, у многих из них метастазы появятся через три месяца — шесть месяцев. Мелкоклеточный рак легкого склонен к метастазированию в мозг на ранней стадии, и обычно нет возможности провести хирургическое лечение или операция не имеет большого значения. При мелкоклеточном раке легкого только некоторые из самых ранних стадий могут рассматриваться для хирургического вмешательства. В остальных случаях основным лечением обычно является химиотерапия, которая может сочетаться с радиотерапией или идти последовательно с ней. Эффект лечения мелкоклеточного рака легкого очень низкий, а время выживания, как правило, невелико. Если мелкоклеточный рак легкого сочетается с метастазами в головной мозг, необходима радиотерапия головного мозга. Кроме того, основной химиотерапией при мелкоклеточном раке легкого является этопозид и цисплатин. Вначале она может быть более чувствительной, но на поздних стадиях эффект лечения не очень хороший.