がんに対する治療は、がん細胞のみならず、同時に正常な細胞も障害を受けることは避けられませんので、副作用・後遺症を伴います。
肺がんも同様であり、特に、小細胞がんは急速に進行し致命的になりうるので、この病気に対する治療は強力に行う必要があり、そのため副作用も強くあらわれることがあります。
医師はできるだけ副作用を軽減すべく努力しますが、治療に伴い種々の副作用があらわれることがあります。
１）外科療法
肺を切除した結果、息切れや、手術後半年～１年間の創部痛を伴うことがあります。そのため手術後はライフスタイルを変える必要のある場合がまれにあります（詳しくは「肺手術後の呼吸訓練」、「呼吸困難」を参照して下さい）。
２）放射線療法
主な副作用は、放射線による一種の火傷（やけど）で、放射線治療中および治療の終わりころから症状が強くなる肺炎、食道炎、皮膚炎です。肺炎の初期症状は、咳・痰の増加、微熱、息切れです。通常、ステロイドホルモン剤を服用します。
しかし、炎症が強く出た場合、長い間咳や息切れが続くことがあります。胸のレントゲン写真では、黒く映っていた肺が白くなり、侵された肺は小さくなります。
これを放射線肺線維症（はいせんいしょう）と呼びます。食道炎の症状は、特に固形物の通りが悪くなり、強い場合は痛みを伴います。
食道炎に対しては、一時放射線治療の延期・中止を行い、痛みを伴う場合は食事・飲水制限をして、痛み止め剤の服用や栄養剤の点滴静注をします。かゆみを伴う皮膚炎（発赤や皮がむける）に対しては、軟こう剤を使用します。
３）抗癌剤による化学療法
用いる抗癌剤の種類によって異なり、また個人差もありますが、治療中の主な副作用は、貧血、白血球減少による感染、血小板減少による出血傾向、吐き気・嘔吐、食欲不振、下痢、末梢神経障害（手足のしびれ）、肝機能障害、腎障害、脱毛、疲労感などです。その他、予期せぬ副作用も認められることがあります。
強い白血球減少に対しては感染を防ぐため、白血球増殖因子（G-CSF）と呼ばれる遺伝子工学でつくられた白血球を増やす薬を連日皮下注射します。
