Если пациент с мелкоклеточным раком легкого находится в хорошем физическом состоянии, в качестве первой линии химиотерапии часто рекомендуются этопозид в сочетании с цисплатином или этопозид в сочетании с карбоплатином, и иринотекан в сочетании с цисплатином или иринотекан в сочетании с карбоплатином. Если физическое состояние пациента плохое, может быть проведен комплексный анализ на основе состояния опухоли, состояния организма, пожеланий пациента и его семьи, и выбрана химиотерапия одним агентом или комбинированная химиотерапия в уменьшенной дозе в сочетании с местной лучевой терапией, если необходимо. Если опухоль находится в полной ремиссии после химиотерапии первой линии, может быть проведено профилактическое облучение головного мозга. Если после или во время лечения происходит прогрессирование заболевания, требуется химиотерапия второй линии или участие в клинических испытаниях.