După ce se stabilește prezența metastazelor cerebrale, tratamentul trebuie adesea discutat în cadrul unei comisii oncologice multidisciplinare (Tumor Board), pentru a stabili care sunt cele mai potrivite modalități de tratament și în ce ordine ar trebui ele aplicate.

Tratamentul multimodal poate include chimioterapia, imunoterapia, radioterapia cu metodele avansate (radiochirurgia și radioterapia stereotaxică), alături de chirurgia cranio-cerebrală. Neurochirurgia poate fi indicată în cazuri atent selecționate, dar întotdeauna ca parte a tratamentului multimodal, inclusiv cu tratamentul corect și complet al tumorii primare. 

Stereotaxia are o serie de aplicații clinice în tratamentul metastazelor cerebrale în situații bine definite:• ca tratament adjuvant al cavității chirurgicale cu dimensiuni sub 5 cm în cazul metastazelor unice cerebrale operate;• în cazul în care există cel mult 4 metastaze cerebrale, este preferată stereotaxia față de iradierea la nivelul întregului encefal;• dacă există mai mult de 4 metastaze cerebrale, stereotaxia poate fi considerată ca strategie terapeutică după o atentă selecționare a cazurilor de către medicul radioterapeut; se poate lua în calcul chiar și în cazul pacienților cu până la 10 metastaze cerebrale, dacă acestea sunt mici, cu un volum total limitat.