Parallelamente a questi sviluppi, è stato progettato un approccio simile per un acceleratore di particelle lineare o Linac. Installazione dei primi 4 acceleratori lineari clinici MeV iniziò nel giugno del 1952 presso l'Unità di ricerca radioterapica del Medical Research Council (MRC) presso l'Hammersmith Hospital di Londra. Il sistema iniziò a trattare i pazienti il 7 settembre di quell'anno. Nel frattempo, i lavori dello Stanford Microwave Laboratory portarono allo sviluppo di un acceleratore a 6 MV, che fu installato presso lo Stanford University Hospital, in California, nel 1956. Le unità Linac divennero rapidamente dispositivi preferiti per la radioterapia frazionata convenzionale, ma durarono fino agli anni '80 prima che la radiochirurgia Linac dedicata diventasse realtà. Nel 1982, il neurochirurgo spagnolo J. Barcia-Salorio iniziò a valutare il ruolo della radiochirurgia di fotoni generata da cobalto e quindi basata su Linac per il trattamento degli AVM e dell'epilessia. Nel 1984, Betti e Derechinsky descrissero un sistema radiochirurgico basato su Linac. Winston e Lutz hanno sviluppato ulteriormente le tecnologie di prototipo radiochirurgico basate su Linac incorporando un dispositivo di posizionamento stereotassico migliorato e un metodo per misurare la precisione di vari componenti. Usando un Linac modificato, la prima paziente negli Stati Uniti fu curata al Boston Brigham and Women's Hospital nel febbraio 1986. 