In genere si evita la terapia radiante pre-operatoria, perché le irradiazioni creano uno stato di congestione vascolare dei tessuti circostanti al tumore, che complicano l'atto operatorio. La terapia radiante preoperatoria è indicata per ridurre il dolore specialmente nei tumori invadenti la parete toracica, compresi i tumori dell'apice polmonare con Sindrome di Pancoast. Si esegue una telecobaltoterapia con 30 Gy in 10 sedute. Dopo circa 3 settimane dalla fine dell'irradiazione si asporta in blocco la parete toracica al di sopra della IV costa insieme con l'apice polmonare e con i rami C8 e T1 infiltrati dal tumore. I risultati a distanza sono soddisfacenti: scompaiono i dolori e se l'intervento è apparentemente radicale la sopravvivenza a 5 anni è del 25-32%.La terapia radiante postoperatoria trova indicazioni specialmente nei tumori con metastasi ai linfonodi mediastinici: si spera di distruggere con le radiazioni i linfonodi già invasi sfuggiti al chirurgo: la radioterapia postoperatoria dei tumori N2 riduce la recidiva locoregionale.Per i casi in operabili la terapia radiante consegue spesso risultati buoni, con riduzione della massa tumorale e ripresa delle condizioni generali del paziente. Purtroppo gli effetti sono solo temporanei.Inoltre sembra avere una certa efficacia l'irradiazione cerebrale profilattica nei carcinomi a piccole cellule per l'elevata frequenza di metastasi cerebrali in questi tumori.