總的治療原則是手術切除可到達的病變或者去骨瓣，從而緩解顱內壓增高，順便取得病理，從而爲進一步的尋找原發竈提供思路。不可達到的病變，則採用立體定向活檢。如果腫瘤直徑小於3cm，則可以進行放射外科治療。
治療措施通常包括：
1、立即的針對腦轉移癌的治療措施;
2、隨後的密切隨訪來尋找原發腦腫瘤。
立即的治療措施分爲兩種：
1) 支持治療：激素，抗痙攣藥物和抗生素，抗凝藥物和抗抑鬱藥物。抗癲癇藥物的應用存在爭議，美國神經內科學會建議在術後一週內逐漸停藥。
2) 決定性的治療：手術，全腦放療，放射外科治療或者兩者同時，系統性化療或者局部化療。
手術治療：
對於多發的轉移癌，放療是主要的治療手段。如果腫瘤單發，且位於手術可以到達的位置，而且大於3cm，則手術加上放療就成爲主要的治療手段。不幸的是，大約一半左右的單發腫瘤因爲不能接近或者系統性疾病或者其他因素實際上並不適合於手術。
立體定向放射外科：和手術治療的效果實際上是一樣的，無論組織類型或者病變部位，腦幹對集中放療的耐受程度目前尚不清楚。但是最常見的併發症爲嚴重的水腫，壞死和出血引起的佔位效應。
分次立體定向放療：更加舒適，且價格便宜，可以和放療增敏劑結合來進行。
全腦放療：RTOG放射治療腫瘤組認爲對於單發不能切除的腦轉移癌或者多發的腦轉移癌全腦放療和立體定向結合是標準的治療方法。大約5.1%的病人有晚期的神經毒性，如記憶喪失，癡呆。
化療：化療的作用不大。
預後：大部分病人死於顱外疾病，小部分病人可以活過5年。
