Химиотерапия улучшает выживаемость пациентов как с ЛМРЛ, так и с РМРЛ, но является лечебной только для незначительного числа пациентов. Поскольку все пациенты с МРЛ имеют тенденцию к развитию отдаленных метастаз, такие формы лечения, как хирургическая резекция опухоли или лучевая терапия, редко улучшают долгосрочную выживаемость. С включением химиотерапии в программу лечения, однако, выживаемость улучшается, по крайней мере от 4-к 5-кратному усовершенствованию медианной выживаемости по сравнению с пациентами, которые не получают химиотерапии.

Комбинация платины и этопозида - наиболее широко используемый стандартный химиотерапевтический режим. [Уровень доказательности: 1iiA] Никакое увеличение выживаемости не наблюдалось ни от увеличенной интенсивности дозирования или изменения режимов дозирования различных химиотерапевтических агентов, ни от поддерживающей химиотерапии. [Уровень доказательности: 1iiA]