胶质母细胞瘤的治疗通常需要综合多种手段，一般来说，手术结合放化疗是主要的治疗方式。手术尽量最大范围安全切除肿瘤，约90%的患者需要接受术后放疗，同时同步替莫唑胺化疗，之后再进行替莫唑胺辅助化疗，不过具体治疗方案会因患者个体情况有所不同。
手术治疗方面
最大范围安全切除： 手术的首要目标是在保障患者神经功能的前提下，尽可能多地切除肿瘤组织。一般来说，完整切除肿瘤可以为后续治疗创造更好的条件，但受肿瘤位置等因素影响，完全切除有时较困难。减轻肿瘤负荷： 通过手术切除部分肿瘤，能缓解肿瘤对周围脑组织的压迫等症状，比如缓解头痛、呕吐等颅内压增高表现，提高患者的生活质量。
放射治疗方面
术后放疗： 约90%的胶质母细胞瘤患者需要在术后进行放疗。放疗可以杀死残留的肿瘤细胞，通常采用常规分割放疗等方式，一般总剂量等会根据患者情况确定。同步放化疗： 在放疗的同时同步使用替莫唑胺化疗，能提高治疗效果。替莫唑胺是一种口服的烷化剂类化疗药物，与放疗联合使用可以增加对肿瘤细胞的杀伤作用。
化疗治疗方面
辅助化疗： 在完成同步放化疗后，通常还需要进行替莫唑胺的辅助化疗。一般需要持续一定周期，通过定期服用替莫唑胺来进一步控制肿瘤的复发等情况。
其他治疗探索方面
靶向治疗： 目前有一些针对胶质母细胞瘤相关靶点的靶向药物正在研究中，比如针对血管内皮生长因子（VEGF）等靶点的药物，但还处于临床研究或部分应用阶段。免疫治疗： 免疫治疗在胶质母细胞瘤领域也有一定探索，通过激活患者自身免疫系统来攻击肿瘤细胞，但目前整体疗效还在进一步研究评估中。