Numerosi fattori influenzano le scelte terapeutiche nel caso di un astrocitoma: il grado di malignità, la sede, la dimensione e la velocità di crescita della massa tumorale. Le possibilità terapeutiche nel caso di un astrocitoma sono essenzialmente tre: chirurgia, radioterapia, chemioterapia.
Quando possibile, a prescindere dal grado di malignità, la cosa migliore è la rimozione chirurgica.
Chirurgia
Il trattamento chirurgico ha come obiettivo quello di rimuovere tutto il tumore oppure, se ciò non è possibile, la maggior parte della massa tumorale. È eseguibile solo nel caso in cui il tumore sia localizzato e non interessi un'area del cervello in cui l'intervento chirurgico causerebbe menomazioni alla persona. La rimozione chirurgica ha il vantaggio di ridurre la compressione sul restante tessuto cerebrale sano e di aumentare l'efficacia delle terapie successive, rimuovendo le aree emorragiche e necrotiche. Eventuali tumori non asportabili chirurgicamente possono essere sottoposti a biopsia stereotassica al fine di determinare l'esatto tipo del tumore. L'intervento chirurgico è delicato e pericoloso, e per questo motivo il medico, insieme al suo staff, è tenuto ad informare il malato dei possibili rischi della procedura.
Radioterapia
La radioterapia si basa sull'utilizzo di radiazioni ionizzanti ad alta energia e ha lo scopo di distruggere le cellule tumorali. Nel caso degli astrocitomi viene eseguita in due situazioni ben diverse:

astrocitomi di grado II o superiore, successivamente all'intervento chirurgico
impossibilità di eseguire l’intervento chirurgico, in questo caso la radioterapia rappresenta il principale e più importante trattamento terapeutico

La radioterapia viene effettuata in “day hospital” per un periodo di circa due mesi.
Chemioterapia
La chemioterapia consiste nella somministrazione di farmaci in grado di uccidere tutte le cellule in rapida crescita, comprese quelle tumorali. Viene prescritta dai medici quando ritengono molto alto il rischio di una ricaduta (recidiva) o quando ci sia il sospetto che qualche cellula tumorale possa essere presente in altri tessuti del corpo (metastasi). Tali situazioni sono più probabili nel caso di astrocitomi di grado III e IV. La chemioterapia si avvale essenzialmente di temozolomide, carmustina e cisplatino, farmaci che attraversano più facilmente di altri la barriera ematoencefalica.
Altre cure
Se l'astrocitoma causa un edema intorno alla zona tumorale, può essere prescritta una terapia a base di farmaci corticosteroidi che riducono l'infiammazione.
Fase operatoria
Dopo l'asportazione chirurgica della massa tumorale e durante gli eventuali trattamenti radioterapici e chemioterapici, la persona deve seguire anche una riabilitazione fisioterapica che ha lo scopo di recuperare, almeno in parte, le facoltà neurologiche che la presenza del tumore, o l'intervento stesso possono aver danneggiato.
Sopravvivenza
L'aspettativa di vita dipende principalmente da tre fattori:

grado dell’astrocitoma, una persona con astrocitoma di grado I, dopo la rimozione chirurgica ha buona probabilità di rimettersi completamente. Al contrario, le persone con un astrocitoma di grado IV, anche dopo l'intervento chirurgico, hanno una speranza di vita media di poco più di 30 settimane
posizione della massa tumorale, se il tumore è localizzato in un punto difficile da raggiungere e quindi non è operabile, si osserva una riduzione drastica del tasso di sopravvivenza, poiché la radioterapia e la chemioterapia non sono altrettanto efficaci
accertamento rapido, più tardi viene individuato il tumore, specialmente se è ad uno stadio avanzato, e minori sono le probabilità di guarigione