Sejumlah kecil pasien hipertiroidisme yang telah diobati dengan yodium-131 tidak efektif atau mengalami remisi parsial dan memerlukan pengobatan yodium-131 berulang. Dalam kasus lain, pemicu hipertiroidisme tetap ada (atau muncul penyebab baru) dan kambuh setelah remisi (atau bahkan timbulnya hipertiroidisme setelah periode hipotiroidisme), sehingga diperlukan pengobatan Yodium-131 yang berulang. Interval antara pengobatan Iodine-131 yang diulang dan pengobatan pertama biasanya setidaknya tiga bulan. Metode, tindakan pencegahan, dan tindak lanjut untuk pengobatan Iodine-131 berulang pada dasarnya sama dengan pengobatan Iodine-131 pertama (tergantung pada kondisi spesifik dokter yang bertanggung jawab atas pengobatan tersebut), kecuali bahwa kemungkinan terjadinya hipotiroidisme di masa depan meningkat dengan pengobatan berulang, sehingga waktu kunjungan tindak lanjut ke rumah sakit setelah pengobatan Iodine-131 berulang harus diperpendek dan frekuensi pemeriksaan harus ditingkatkan dengan tepat. Hanya sedikit sekali pasien yang memerlukan perawatan yodium-131 ketiga atau bahkan lebih.