chemioterapia jest zwykle podawana w okresie leczenia zwanym cyklem. W przypadku drobnokomórkowego raka płuc pojedynczy cykl trwa około trzech lub czterech tygodni i składa się z wlewu dożylnego przez kilka godzin każdego dnia, przez kilka dni w ciągu tygodnia, a następnie okres odpoczynku. Czas pomiędzy cyklami, podczas których nie są poddawane chemioterapii, pozwala organizmowi odzyskać. Osoby z drobnokomórkowym rakiem płuca mogą potrzebować czterech do sześciu cykli chemioterapii.

drobnokomórkowy rak płuc początkowo dobrze reaguje na chemioterapię, ale rak może ostatecznie powrócić. Czasami lekarze używają tych samych leków po raz drugi, jeśli leki pod warunkiem długotrwałej reakcji po raz pierwszy. Mogą stosować inne leki, jeśli rak powrócił po zaledwie kilku miesiącach. Leki stosowane najczęściej obejmują topotekan, irynotekan, ifosfamid, etopozyd, cyklofosfamid, doksorubicynę i winkrystynę.