出现胸膜转移瘤，说明疾病已经处于全身播散的晚期，某些原发类型的肿瘤对化疗敏感，如小细胞肺癌、恶性淋巴瘤、睾丸癌、乳腺癌、胚胎细胞瘤等，有可能取得一定的治疗效果。对于恶性胸腔积液，以局部胸腔穿刺抽液，然后胸腔内注入抗癌药物及一些生物调节药为主，也可根据情况实施胸腔闭式引流。对于顽固性恶性胸腔积液，可采取手术治疗。
一、药物治疗
可在医嘱下合理使用止痛药，如布洛芬等，减轻患者胸部疼痛的症状。
二、手术治疗
通常不作为首选治疗，但对于放化疗效果不佳的患者、或胸膜转移瘤过大对心脏造成压迫的患者，可考虑手术治疗。
1、胸膜固定术：适用有希望在手术中获得有效治疗的患者。
2、胸膜切除术：包括根治性全切除、次全切除术和剥脱术，此种手术方式需要开胸、创伤大、并发症多和死亡率较高，仅适用于可以耐受手术并且预期存活时间长的患者。
3、隧道式胸膜腔导管留置术：适用于有恶性肿瘤病史的患者，是首选治疗方案。
4、胸-腹膜腔分流术：临床上使用很少，主要适用于患有肺部塌陷、恶性乳糜胸或胸膜固定失败的患者。
5、胸腔穿刺术：若患者存在恶性胸腔积液，建议在超声引导下进行治疗性胸腔穿刺以排出液体。
三、放射治疗
癌症晚期病人可用放射治疗降低肿瘤复发及远处转移风险，通常采用低剂量普通放疗、强调放疗等放疗方法。
四、化学药物治疗
胸膜转移瘤用辅助化疗可在一定程度上做到肿瘤降期以及控制远处转移，大多采用静脉应用化疗药物进行治疗。还可以采用向胸腔内注入化疗药物的方法进行治疗，常用化疗药物有：阿霉素、顺铂、环磷酰胺等。
五、其他治疗
1、靶向治疗：对于敏感基因突变的胸膜转移瘤患者，也可用靶向药物来进行治疗。
2、热灌注治疗：近些年出现胸膜腔热灌注治疗，利用肿瘤细胞对热的敏感性高于正常细胞的原理，采用42～48℃的生理盐水或者蒸馏水进行胸腔灌注，在灌注的液体里可加或者不加化疗药物，在一些患者取得较好疗效。