As metástases cerebrais do cancro do pulmão de pequenas células requerem radioterapia local, quimioterapia sistémica e terapia dirigida, bem como tratamento anti-hipertensivo e descongestivo, se necessário. O cancro do pulmão de pequenas células tem um elevado grau de malignidade, uma vez que a metástase cerebral ocorre, significa que o doente entra em fase avançada. Em primeiro lugar, deve ser efectuada radioterapia para a metástase cerebral, como radioterapia de todo o cérebro, faca gama, faca x, faca de ondas de rádio, etc. O passo seguinte é a quimioterapia sistémica para evitar metástases cerebrais. Em segundo lugar, a quimioterapia sistémica deve ser efectuada para evitar metástases sistémicas e a disseminação das células cancerígenas juntamente com a circulação sanguínea, de modo a estabilizar melhor a condição; se houver mutação genética, pode também ser considerada a terapia orientada. Além disso, se o doente tiver dores de cabeça e coma, é necessário utilizar acetazolamida e manitol para reduzir a pressão arterial e o inchaço, de modo a aliviar os sintomas do doente.