Em geral, a metástase do cancro do pulmão ao parênquima cerebral sobrevive 1-3 meses se não for tratada. Com tratamento sintomático e de apoio apenas, a sobrevivência pode ser de 3-5 meses. Após tratamento sistémico padronizado, radioterapia craniana, terapia orientada, etc., a sobrevivência mediana é de 10-12 meses, ou até 3-5 anos ou mais. O prognóstico é melhor após cirurgia, radioterapia ou terapia direccionada para uma única lesão. Os pacientes com mais lesões ou aqueles que crescem em áreas importantes como o tronco cerebral, onde a radioterapia não pode elevar a dose, têm um prognóstico relativamente pobre. O prognóstico é ainda pior se estiverem presentes metástases meníngeas, com uma sobrevida de 3-6 meses. O cancro do pulmão de pequenas células 80% acabará por desenvolver metástases cerebrais, e se elegível, recomenda-se a irradiação de profilaxia cerebral, que pode reduzir a incidência de metástases cerebrais em 80%.