虽然手术是唯一可能根治肺癌的手段，不过肺癌是否可以实行手术治疗是有一定的条件的，盲目使用会给肺癌治疗带来不利的影响。关于T4病例前文已列入手术禁忌证，但是日本一些学者报告扩大切除肺癌及相邻脏器，5年生存率为10%～26%，但如系切除部分左心房、上腔静脉、肺动脉、食管或膈肌时无长期生存，绝大多数术后2年内死亡。如合并多个脏器切除时则结果更差，均在6个月内死亡。
肺切除治疗肺癌的历史是从全肺切除开始的，以后随着外科技术的提高，麻醉方法的改进，肺叶切除逐渐取代全肺切除成为治疗肺癌的标准术式。从1952年Allison开创右上叶袖式切除治疗肺癌以来，全肺切除的比率迅速下降，肺叶切除术占70%，全肺切除下降到20%，如将袖式肺叶切除计算在肺叶切除项下，则肺叶切除术的比率上升到接近80%，个别医院可达85%。因为这种成型手术体现了肺癌外科治疗的两条基本准则，其一尽可能的保留肺组织，其二是尽可能切除病变。具体说如果肺叶（包括双叶或袖式）切除不能达到根治目的，牺牲一些仍具备功能的肺组织。但要防止另外一种倾向，即为了试验技术，本来常规肺叶切除可以根除的肿瘤，却作了袖式肺叶切除术，增加了手术时间和术后并发症的可能性。袖式肺叶切除术的操作要领是正规的肺叶切除术加支气管切除成形术，技术上不是太难，一般训练有素的胸外科医生皆能胜任。如果术中发现肿瘤侵及于纵隔器官，或是有广泛的纵隔淋巴结转移，其程度超过了一个水平，肿瘤已无法根治切除时，手术切除是否合理要根据肿瘤的情况加以判断，如有不张、继发阻塞性炎症或肺脓肿，单纯用抗生素无法控制感染时，则可行姑息性切除术达到减症的目的。
当病人年迈或对侧已有肺切除史，心肺功能低下，已达到开胸探查许可值的临界点时，如果肺病变属外围型体积不超过5cm直径时，可行肺部分切除术或称肺节省性切除术，也就是选择性肺段切除或楔形切除术。据Jensik等报告168例肺段切除术后其5年中有16例（35.6%）手术部位的肺叶内或纵隔有局部复发。Mc Cormack报告61例节省性切除术，属于Ⅰ期的35例，5年生存率为33%，但该组局部复发率为19.3%。
对于邻近隆突的T3肿瘤可行隆突切除成形合并肺切除术，国内两组报告手术死亡率6.3%及15%（3/20），其中一组5年生存仅2例（31例中），另一组的5年生存率为20%（1/5），但是后者组中包括了T4病例即肿瘤已经侵及隆突或是气管。
对于ⅢA中的T3肿瘤，应该持体积态度有其特殊考虑。如果肿瘤已经侵及胸壁，应行肿瘤所在肺叶及受累胸壁整块切除，胸壁缺损用Marlex网或涤沦布等材料修复。Martini及Mc Cormack报道155例胸壁肿瘤切除术，其中包括63例肺癌，92例转移肉瘤及癌，总的5年生存率20%。
有恶性胸液的T4病人属于胸膜种植而归入手术禁忌。有报告称31例病侧全肺及胸膜切除术，加局部液氮冷冻治疗能缓解症状，但仅3例存活2年。恶性胸液的控制除了外科疗法胸膜剥脱术还有：①闭式引流合并使用硬化剂，如四环素7～20mg/kg溶于10ml生理盐水每周1次，阿的平100～200mg/次，滑石粉；②丝裂霉素20mg/次，每周1次；阿霉素40mg/次，3周1次；顺铂80mg/次，4周1次；③胸腔内免疫复活剂的应用如卡介苗细胞壁骨架100mg/次，每周1次，如胸水减少，可改为肌肉注射。还可应用从溶血性链球菌制备的OK-432。对于ⅢA期中的N2病例，应该在术前尽可能运用各种检查以使定期确切。
术中根据肺癌部位以及其引流区的淋巴结善尽可能将各有关部位的淋巴结予以清扫。纵隔内淋巴引流管交通支丰富，因此跳路式转移、反方向转移都可能出现，右侧病变转移到左纵隔的也屡有发生，在诊治中应考虑周全。事实上当肺门及（或）纵隔有广泛淋巴结转移时，依靠手术刀企图达到根除的目的只是一种理想。
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