Het kleincellig longcarcinoom met afstandsmetastasen (extensive stage) is niet te cureren. Al vele tientallen jaren is chemotherapie de standaardbehandeling, waarbij een schema met cisplatine of carboplatine gecombineerd met etoposide wereldwijd het meest wordt gebruikt. Vier tot zes kuren is standaard. Onderhoudschemotherapie gaat gepaard met meer toxiciteit, maar geeft geen overlevingsvoordeel. Van bestraling van de primaire tumor en het mediastinum is tot dusver ook geen overlevingsvoordeel aangetoond bij het extensive stage kleincellig longcarcinoom. Profylactische schedelbestraling bij de patiënten die geen progressie vertonen op de chemotherapie geeft wel een overlevingsvoordeel.
