Parallelamente a questi sviluppi, un approccio simile è stato progettato per l’acceleratore di particelle lineari o Linac. L'installazione del primo acceleratore lineare clinico (con energia di 4 MeV) ha avuto inizio nel giugno del 1952 nell'unità di ricerca radioterapica (MRC) presso l'Hammersmith Hospital di Londra. Il sistema è stato consegnato alla fisica per dei test nel febbraio 1953 e ha cominciato a curare i pazienti il 7 settembre di quell'anno. Nel frattempo, il lavoro presso lo Stanford Microwave Laboratory ha portato allo sviluppo di un acceleratore a 6 MV, installato nel 1956 presso l'Università Stanford University, California. Le unità Linac sono diventate rapidamente dispositivi preferenziali per la radioterapia frazionata convenzionale, ma durò fino agli anni 80, prima che la radiochirurgia dedicata Linac diventasse realtà. Nel 1982, il neurochirurgo spagnolo J. Barcia-Salorio ha cominciato a valutare il ruolo della radiochirurgia con fotoni o cobalto-60 per il trattamento di MAV ed epilessia. Nel novembre 1982 all'ospedale civile di Vicenza fu realizzato dal neurochirurgo Federico Colombo su progetto del fisico Renzo Carlo Avanzo quello che probabilmente fu il primo trattamento con più piani non coplanari fatto con un acceleratore lineare, un Varian da 4 MV, che realizzava una distribuzione di dose analoga a quella del Gammaknife. Per raggiungere una precisione adeguata veniva usato un casco stereotassico fissato con viti al cranio del paziente, non essendo ancora possibili controlli computerizzati della posizione del fascio radiante in tempo reale sul bersaglio con controllo radiologico. Il lavoro relativo fu presentato nel 1983 e pubblicato, dopo più revisioni richieste dai peer review, nel 1985. Nel 1984, Betti e Derechinsky descrivevano un sistema radiochirurgico basato su Linac. Winston e Lutz hanno ulteriormente sviluppato le tecnologie radiochirurgiche basate su Linac incorporando un dispositivo di posizionamento stereotassico e un metodo per misurare l'accuratezza di vari componenti. 