Phẫu thuật thường không đóng vai trò trong điều trị ung thư phổi tế bào nhỏ, mặc dù nó có thể được điều trị ở số hiếm bệnh nhân có khối u nhỏ mà không có di căn (như u phổi đơn độc) đã trải qua phẫu thuật cắt bỏ trước khi khối u được xác định là ung thư phổi tế bào nhỏ.