非小细胞肺癌脑转移的治疗方案取决于肺内病灶大小、肺外病灶大小、转移灶的数量和位置、患者的年龄和功能状态等。常用治疗方法有对症治疗、手术治疗、放疗和化疗等。而非小细胞肺癌脑转移的对症治疗主要有减轻肿瘤水肿可使用甘露醇和地塞米松（8~32mg/d）/甲强龙，控制癫痫发作可通过有癫痫发作者可考虑使用抗癫痫药物治疗。手术治疗在非小细胞肺癌脑转移的治疗中发挥重要作用，通常是决定患者生存期长短的关键。手术治疗目的是减轻占位效应，恢复脑脊液通路，改善患者神经功能，提高生活质量，明确病理诊断，延长患者生存期。对于单发脑转移灶，手术切除脑转移瘤和肺部原发灶可使患者获得长期生存乃至治愈的机会。多发性脑转移，但有孤立病灶引起明显占位效应、脑水肿或神经功能能障碍亦应考虑手术，以降低颅内压并改善神经功能，同时为进一步放化疗争取空间。对于隐匿性肺癌（胸部无症状），首发症状来自脑转移灶所致神经症状者应立即考虑手术切除病灶，以快速减轻占位效应和明确病理诊断。对于某系而病理性质不明的孤立性颅内占位（如脑膜瘤抑或转移瘤尚不明确者），应考虑手术切除病灶以明确诊断和肺癌分期。位于大脑半球、小脑和脑室者尤其应考虑手术治疗。全脑放疗（WBRT）是非小细胞肺癌脑转移的主要治疗手段之一，能用于多发脑转移瘤或KPS评分很低的患者，常用2周30Gy/10次方案。全脑放疗+激素可使患者症状明显缓解，但不能长期控制肿瘤。常规剂量全脑放疗的脑内放射性坏死风险低于1%。2%~18%患者会发生放射性脑病，多发生在治疗后2年内。预防性放疗可减少非小细胞肺癌发生脑转移的概率。