许多文献报道，化疗可以作为不可切除的复发性的胸腺瘤的首要选择。化疗的方案几乎都是以铂类为基础的，顺铂和蒽环类药物是最常使用的化疗药物。方案可以包括环磷酰胺联合多柔比星联合顺铂，或者顺铂联合多柔比星加环磷酰胺加长春新碱，或者顺铂加依托泊苷加表阿霉素，或者卡铂加多柔比星等等。除此以外，培美曲赛、吉西他滨、氟尿嘧啶等等也可以用于复发性胸腺瘤的全身化疗。

已接受蒽环类药物治疗的患者中，顺铂、卡铂、依托泊苷都可以作为胸腺瘤首次复发最常使用的化疗药物。卡铂联合紫杉醇也是比较常用的三线的化疗方案。研究发现，单纯给予一些放疗或者是联合化疗，对于复发性胸腺瘤患者的五年生存率可以大于百分之三十五，因此不可切除、不可以做手术治疗的患者，也可以采取积极的全身治疗来延缓病情的发展和延长患者的生存。目前靶向治疗和免疫治疗也在临床上积极的探索。