免疫治疗为应用度伐利尤单抗及阿替利珠单抗，利用PD-1和PD-L1抑制点，使其与肿瘤细胞配对，从而激活自身免疫细胞杀死肿瘤细胞的一种治疗方式。目前治疗小细胞肺癌多采用放、化疗后联合免疫治疗，效果较为理想。

小细胞肺癌对化疗、放疗较为敏感，因此近20年小细胞肺癌治疗一直沿用EP方案，即依托泊苷、伊立替康加卡铂或顺铂的经典化疗方案。最近几年免疫治疗在整体肺癌及其它肿瘤治疗中产生巨大影响，每个肿瘤里都可采用免疫治疗，在2020年的CSCO指南上也建议小细胞肺癌患者采用化疗加免疫治疗的方法。