胸腺瘤对化疗相对较敏感，但各家报道的有效率差异较大，波动在32％～92％，完全缓解率0～43％。化疗可以作为Ⅲ、Ⅳ期患者术后的辅助治疗。术前化疗可使肿块缩小提高手术切除率；对于晚期不能手术，或复发、转移的患者可作为姑息治疗。目前公认的有效药物有：顺铂(DDP)、多柔比星、环磷酰胺(CTX)、异环磷酰胺、皮质类固醇，而其他一些药物尚有争议。常用的联合化疗方案有：DDP、CTX、多柔比星，DDP、CTX、多柔比星、长春新碱，DDP、依托泊苷，DDP、依托泊苷、异环磷酰胺，CTX、多柔比星、长春新碱、泼尼松，CTX、长春新碱、泼尼松、丙卡巴肼等。使用含铂类方案的患者缓解率及远期生存率优于使用非铂类方案的患者。多项研究结果显示，联合化疗方案使相当部分的晚期或复发胸腺瘤患者获得缓解，生存期延长 。由于缺乏大规模的前瞻性随机临床试验，目前尚未证实哪一种方案最好。有学者报道，奥曲肽与泼尼松联合可作为治疗复发胸腺瘤的新方法。