Καθώς συνηθέστατα ο μυελοειδής καρκίνος θυρεοειδούς εμφανίζεται υπό την μορφή όζου θυρεοειδούς, η παρακέντηση με λεπτή βελόνη (υπό υπερηχογραφική παρακολούθηση) είναι μία από τις βασικές διαγνωστικές εξετάσεις. Γενικά, ο μυελοειδής καρκίνος θυρεοειδούς μπορεί να παρουσιαστεί με μία μεγάλη ποικιλομορφία στην κυτταρολογική εξέταση του υλικού παρακέντησης ενός ύποπτου όζου θυρεοειδούς. Για το λόγο αυτό, δεν είναι σπάνιο να παρατηρηθούν λανθασμένες διαγνώσεις στην κυτταρολογική εξέταση. Αναφέρονται ενδεικτικά κάποιες από αυτές: θυλακιώδες νεόπλασμα, σάρκωμα, πλασματοκύτωμα. Η εμπειρία του κυτταρολόγου έχει εν προκειμένου μεγάλη σημασία. Το γεγονός αυτό εξηγεί γιατί στη βιβλιογραφία περιγράφονται διάφορα ποσοστά διαγνωστικής ακρίβειας της μεθόδου.
Προκειμένου να αυξηθεί η διαγνωστική ακρίβεια της FNA προτείνεται – πέραν της κυτταρολογικής εξέτασης – η μέτρηση των επιπέδων καλσιτονίνης στο έκπλυμα του υλικού αναρρόφησης, όπως επίσης και η ανοσοϊστοχημική μελέτη για έκφραση καλσιτονίνης, καρκινοεμβρυικού αντιγόνου (CEA) και χρωμογρανίνης.
Οι συμπληρωματικές αυτές εξετάσεις (μέτρηση καλσιτονίνης στο έκπλυμα του υλικού αναρρόφησης και ανοσοϊστοχημική μελέτη) μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμες σε περιπτώσεις όπου η κυτταρολογική εξέταση είναι μη διαγνωστική, δημιουργώντας όμως υπόνοια για τη διάγνωση του μυελοειδούς καρκίνου θυρεοειδούς.

Η βασική μέθοδος θεραπείας είναι η χειρουργική. Στόχος είναι η ολική θυρεοειδεκτομή με ταυτόχρονη αφαίρεση των λεμφαδένων. Εντούτοις συχνά είναι αδύνατη η επέμβαση λόγω εκτεταμένης διήθησης των παρακειμένων ζωτικών ανατομικών στοιχείων, ακόμη όμως και αν αυτή είναι εφικτή σπάνια επιτυγχάνεται ριζική εκτομή της νόσου και για το λόγο αυτό η υποτροπή (επανεμφάνιση) της νόσου σε σύντομο χρονικό διάστημα είναι ο κανόνας.
Σε ασθενείς με αναπνευστική δυσχέρεια λόγω πίεσης / διήθησης της τραχείας είναι πιθανόν να χρειαστεί τραχειοστομία, σε κάποιο φάση της διαδρομής της νόσου.
Η ακτινοθεραπεία είναι χρήσιμη στη θεραπεία της νόσου, συνήθως υπό τη μορφή εξωτερικής ακτινοθεραπείας (EBRT, external beam radiation therapy).
Η χημειοθεραπεία χρησιμοποιείται συνήθως σε συνδυασμό με την ακτινοθεραπεία με στόχο την καταστροφή των καρκινικών κυττάρων που βρίσκονται εκτός του πεδίου της ακτινοβολίας. Συνήθη χημειοθεραπευτικά στη θεραπεία του αναπλαστικού καρκίνου θυρεοειδούς είναι η δοξορουβικίνη (doxorubicin), η σισπλατίνη (cisplatin) και η πακλιταξέλη (paclitaxel).
Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται στοχευμένες θεραπείες που έχουν σαν στόχο συγκεκριμένα μόρια ή ‘οδούς’ (‘μονοπάτια’) μέσω των οποίων αναπτύσσονται τα καρκινικά κύτταρα στον αναπλαστικό καρκίνο θυρεοειδούς (π.χ. αναστολείς τυροσινικής κινάσης [lenvatinib, sorafenib]).
Υπό διερεύνηση στη θεραπεία του αναπλαστικού καρκίνου θυρεοειδούς είναι η ανοσοθεραπεία, στην οποία γίνεται προσπάθεια – μέσω χειρισμών στο ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού – να ανασταλεί η εξέλιξη του καρκίνου.
Μεγάλη σημασία στους ασθενείς με αναπλαστικό καρκίνο θυρεοειδούς έχει η υποστηρικτική αγωγή. Και αυτό λόγω της ταχείας εξέλιξης και της δυσμενούς πρόγνωσης της νόσου αλλά και της παρουσίας συμπτωμάτων από τα οποία δεν είναι δυνατόν να ανακουφιστεί ικανοποιητικά ο ασθενής. Για το λόγο αυτό θα πρέπει να επιτυγχάνεται ικανοποιητική διαχείριση του πόνου και του stress του ασθενούς, παρέχοντας ψυχολογική υποστήριξη σε όλες τις φάσεις της νοσηλείας του. Η θρεπτική υποστήριξη των ασθενών αυτών είναι ένα άλλο θέμα, δεδομένης της δυσκολίας που υπάρχει συχνά στην κατάποση.