Ada tiga pengobatan utama untuk hipertiroidisme pada penyakit Graves, yaitu pengobatan obat antitiroid medis (ATD), pengobatan yodium-131, dan pengobatan bedah. Pengobatan obat antitiroid internal (ATD) relatif ringan, dan dosisnya dapat disesuaikan selama pengobatan. Kerugian pertama adalah durasi pengobatan yang lama, yang biasanya memakan waktu 1-2 tahun; selama masa pengobatan, obat internal dapat menyebabkan kerusakan pada hati, fungsi ginjal, dan sistem hematopoietik, dan sering kali sulit untuk mematuhinya setelah terjadi. Salah satu kelemahan dari pengobatan medis adalah hipertiroidisme mudah kambuh ketika menghentikan atau mengurangi dosis, dan tingkat kekambuhan pengobatan medis dilaporkan sekitar 40-60%. Pengobatan yodium-131 mudah diberikan, biasanya hanya satu dosis, dan gejala hipertiroidisme mulai membaik sekitar 4 minggu setelah pengobatan, dengan tingkat remisi hipertiroidisme umumnya mencapai 75-80% dalam waktu sekitar satu tahun. Kelenjar tiroid yang membesar akan berkurang ukurannya secara signifikan, sehingga lebih estetis dari segi kosmetik. Pengobatan yodium-131 tidak menyebabkan kerusakan pada hati, fungsi ginjal dan fungsi hematopoietik. Oleh karena itu, sangat cocok untuk pasien hipertiroid yang fungsi hati dan ginjalnya tidak normal atau sel darahnya menurun karena pengobatan penyakit dalam. Beberapa pasien yang gejalanya tidak membaik secara signifikan atau yang bantuannya tidak lengkap setelah enam bulan pengobatan yodium-131 dapat diobati dengan yodium-131 lagi. Penelitian telah menunjukkan bahwa hipotiroidisme yang terjadi dalam waktu satu tahun setelah pengobatan yodium-131 (hipotiroidisme onset dini) dapat dikembalikan ke normal pada beberapa orang melalui terapi penggantian hormon tiroid; namun, hipotiroidisme yang terjadi setelah satu tahun pengobatan yodium-131 (hipotiroidisme onset lanjut) cenderung membutuhkan waktu yang lebih lama atau terapi penggantian hormon tiroid seumur hidup. Pembedahan biasanya digunakan untuk mengobati hipertiroidisme dengan tiroidektomi subtotal, terutama cocok untuk pasien dengan pembesaran kelenjar tiroid yang jelas dengan mata yang menonjol serta hipertiroidisme dengan nodul, tetapi kekurangannya adalah traumatis, meninggalkan bekas luka sayatan bedah di leher, yang sangat tidak estetis dari sudut pandang bedah kosmetik; pada beberapa kasus, hal ini dapat menyebabkan kerusakan saraf laring yang berulang, yang menyebabkan suara serak pada saat berbicara; dan dapat menyebabkan hipoparatiroidisme, yang menyebabkan kejang hipokalsemia dan komplikasi pembedahan lainnya. Beberapa pasien masih mengalami kekambuhan hipertiroidisme atau hipotiroidisme setelah operasi.