La doxorubicina è usata principalmente in combinazione con altri farmaci antitumorali poiché in alcuni tipi di tumori la combinazione di più chemioterapici è risultata più efficace della monoterapia.Sfortunatamente l'associazione di farmaci antitumorali porta anche ad un potenziamento della tossicità dei singoli farmaci.La doxorubicina è in grado di esacerbare le cistiti emorragiche indotte da ciclofosfamide e l'epatotossicità indotta da mercaptopurina.La somministrazione concomitante di ciclofosfamide, daunorubicina o l'irradiazione della regione toracica possono invece potenziare la cardiotossicità propria della doxorubicina.