La radioterapia è lo standard di cura per le donne che hanno subito interventi chirurgici lumpectomy o di mastectomia, ed è una componente integrante della terapia di conservazione della mammella. La brachiterapia può essere utilizzata dopo l'intervento chirurgico, prima della chemioterapia o come palliativo in caso di malattia avanzata. La brachiterapia per il trattamento del cancro della mammella è di solito eseguita con la brachiterapia temporanea HDR. Dopo l'intervento, la brachiterapia al seno può essere utilizzata come ‘boost’ a seguito dell'irradiazione dell'intera mammella utilizzando la radioterapia esterna. Più recentemente, la brachiterapia da sola viene applicata in una tecnica chiamata irradiazione accelerata della mammella parziale (APBI: accelerated partial breast irradiation), che comporta l'emissione di radiazioni solo nelle immediate vicinanze del tumore originale.