一般来说，多种恶性肿瘤在合适阶段需要化疗，比如约70%的肺癌患者在病程中会用到化疗。
血液系统恶性肿瘤
白血病： 急性白血病中的急性髓系白血病、急性淋巴细胞白血病等，化疗是主要治疗手段之一。通过联合化疗方案，诱导缓解后还需巩固强化治疗，能显著提高患者缓解率和生存率。例如急性早幼粒细胞白血病，全反式维甲酸联合砷剂等化疗方案使患者预后大大改善。淋巴瘤： 霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤都常采用化疗。霍奇金淋巴瘤常用ABVD方案（阿霉素、博来霉素、长春新碱、达卡巴嗪）化疗，多数患者经规范化疗可达到临床治愈；非霍奇金淋巴瘤根据不同病理类型和分期选择不同化疗方案，弥漫大B细胞淋巴瘤常用R - CHOP方案（利妥昔单抗、环磷酰胺、阿霉素、长春新碱、泼尼松）化疗。
实体肿瘤
肺癌： 非小细胞肺癌中，对于晚期无法手术的患者，化疗是重要治疗方式，像含铂两药联合化疗是晚期非小细胞肺癌的基础治疗方案，能延长患者生存期、改善生活质量。小细胞肺癌恶性程度高，极易转移，化疗是主要治疗手段，多数患者初治对化疗敏感，但容易复发，需联合放疗等综合治疗。乳腺癌： 乳腺癌术后辅助化疗可降低复发转移风险，对于早期可手术乳腺癌，若存在高危复发因素（如淋巴结转移、激素受体阴性等）需化疗；晚期转移性乳腺癌也需化疗控制病情，常用化疗方案有AC方案（阿霉素、环磷酰胺）、TAC方案（多西他赛、阿霉素、环磷酰胺）等。
消化系统肿瘤
胃癌： 进展期胃癌多采用化疗，可在手术前后应用。术前新辅助化疗能缩小肿瘤体积，提高手术切除率；术后辅助化疗可杀灭残留癌细胞，降低复发率。常用化疗方案有FOLFOX方案（奥沙利铂、亚叶酸钙、5 - 氟尿嘧啶）等。结直肠癌： 结直肠癌也是化疗应用较多的肿瘤，早期术后有高危复发因素需辅助化疗，晚期转移性结直肠癌以化疗为主，可联合靶向治疗等。常用化疗方案有FOLFIRI方案（伊立替康、亚叶酸钙、5 - 氟尿嘧啶）等，对于携带特定基因靶点的患者，还可联合靶向药物如西妥昔单抗等提高疗效。