Pengobatan kanker paru-paru sel kecil saat ini terutama didasarkan pada kombinasi radioterapi dan kemoterapi.
Regimen kemoterapi bervariasi menurut stadium tumor. Penelitian saat ini telah menunjukkan bahwa kombinasi radioterapi dan kemoterapi lebih efektif daripada radioterapi saja untuk pasien dengan stadium terbatas, dan radioterapi memainkan peran penting dalam mencegah penyebaran tumor dan mengobati fokus tumor lokal.
Dalam beberapa tahun terakhir, obat yang ditargetkan kekebalan tubuh dan obat yang ditargetkan telah disetujui untuk pengobatan kanker paru-paru sel kecil, seperti obat yang ditargetkan kekebalan tubuh atezolizumab dalam kombinasi dengan kemoterapi atau durvalumab dalam kombinasi dengan kemoterapi dapat digunakan untuk pengobatan lini pertama kanker paru-paru sel kecil pada stadium luas; nivolumab, pembrolizumab atau anlotinib dapat digunakan untuk pengobatan kanker paru-paru sel kecil lini ketiga dan di atas, dll.