由于多系统器官功能衰竭的病因和发病机制尚未完全阐明，因此目前的治疗策略仍然以支持治疗为主，目前尚缺乏有效治疗手段，主要治疗目的是去除原发病，避免和消除诱发因素，纠正器官功能障碍已经造成的生理紊乱，防止器官进一步损害。
一、药物治疗
1、抗内毒素治疗：抗菌治疗如合用抗内毒素治疗，可以降低革兰阴性菌脓毒病患者的死亡率。使用相应内毒素的抗体中和后可以减少炎症反应的损害，多黏菌素结合纤维(PMX-F)治疗犬内毒素性休克，效果良好。
2、布洛芬：布洛芬等非类固醇性抗炎药物已用以治疗呼吸衰竭综合征。己酮可可碱能拮抗包括肿瘤坏死因子在内的一些介质。抗脂多糖单克隆抗体和庆大霉素均能在感染的早期控制血循环中肿瘤坏死因子的活性。
3、黄嘌呤氧化酶(XO)抑制剂：嗜中性白细胞氧化剂，蛋白酶或黄嘌呤氧化酶生成剂均可防止或限制嗜中性白细胞与内皮细胞的相互作用。黄嘌呤氧化酶抑制剂可用于治疗急性呼吸窘迫综合征，为抗休克、缺血性损伤的多系统器官衰竭的治疗开创了新的途径，二甲基亚砜、甘露醇、过氧化氢酶、谷胱甘肽、β-胡萝卜素、维生素C、维生素E、过氧化歧化酶和别嘌醇均能防止或减轻组织缺血再灌注损伤。
二、手术治疗
一般无特殊手术治疗，对于坏死组织的彻底清创、腹腔脓肿的引流是控制外科感染的主要方法，如有手术指征需采取对症的针对性手术。(如严重创伤或出血导致的多系统器官功能衰竭，需要急诊手术或输血等)
三、其他治疗
1、病原控制：有效及时的处理原发病，减少或阻断有害的介质或毒素释放，防止休克和缺血再灌注损伤。
2、保证组织供氧：输血、输液扩血容量，应用正性肌力药物调节心血管功能。增加动脉血氧合，应用机械通气，维持动脉血氧饱和度在90%以上。
3、代谢支持：(肠外或肠内)底物由葡萄糖、脂肪、氨基酸组成，使热：氮比值保持在100：1左右，提高支链氨基酸的比例。