呼吸衰竭主要的治疗措施是呼吸支持，包括保持呼吸道通畅。保持呼吸道通畅主要是清除气道内分泌及异物，或者建立人工气道，对于有支气管痉挛的患者，可以给予积极的支气管扩张剂，如β2肾上腺素，以及抗胆碱能类药物、糖皮质激素等。还需要给予氧疗，根据不同的呼吸衰竭的类型给予不同吸氧浓度。
对于严重的呼吸衰竭患者，可以给予正压机械通气，包括无创机械通气或有创机械通气，对于严重乏氧的患者，还可以给予体外膜肺氧合。呼吸衰竭患者还需要病因治疗，要解决引起呼吸衰竭的原发疾病，同时要给予支持疗法，以及对其他脏器的监测、保护。