A causa della imprevedibilità della NMS, il trattamento può variare notevolmente da caso a caso, ma è generalmente basato sulla immediata istituzione della terapia di supporto alle funzioni vitali. Si può quindi associare una infusione endovenosa di dantrolene e somministrazione orale di bromocriptina. In alternativa si può ricorrere alla infusione endovenosa di dantrolene ed alla assunzione della combinazione di levodopa-carbidopa.