全腦放射線治療常用分割方案是30Gy/10F，2周內照射完畢。該分割方案來自一項臨床的第三期臨床試驗，更積極的全腦放射線治療之分割方案也未顯示出耐受性和預後的獲益。之後又開展了一系列全腦放射線治療方案的探索，包括分割劑量，劑量提升，以及放療增敏劑的應用，但是都沒有證據支持新方法比標準全腦放射線治療而言是更有效或毒性更低的替代方案。但是，對顱內轉移病灶惡化迅速者，預估生命期較短的患者，則可以給予大分割劑量的全腦放射線治療，如20Gy/5F。至於全腦放射線治療的急性不良反應，反應包括疲勞、脫髮、皮膚反應，噁心、嘔吐、頭痛和食慾降低，大多為輕度且一般為自限性的不良反應。腦水腫是常見的併發症，但對類固醇治療反應甚佳。

全腦放射線治療的長期併發症，為治療90天后發生的併發症，一般大多是非自限性，且常常後果較嚴重。晚期併發症的發生風險與總放療劑量、分割次數、病人年齡’病變範圍、中樞系統病變損傷程度有關。晚期併發症包括放療性壞死、神經內分泌功能失調、腦血管疾病和腦白質病變，進而導致神經認知功能的損害和癡呆。

預後良好，RPA評分為1級，以及部分RPA評分2級的患者，且具有1個腦轉移灶或較少的轉移灶患者，應該評估接受外科手術的可能性，積極治療可以達到對中樞病變的長期控制。對於單個較大腦轉移灶且病變位於外科可切除區域的患者而言，迅速控制症狀的最佳治療手段是外科手術切除。外科手術切除之併發症包括術後神經系統病變加重、感染、顱內出血。