Η θεραπεία είναι κατά βάση χειρουργική και περιλαμβάνει ολική θυρεοειδεκτομή με συναφαίρεση τυχόν διηθημένων παρακείμενων ανατομικών στοιχείων με ταυτόχρονο λεμφαδενικό καθαρισμό του τραχήλου. Εντούτοις η ριζική εκτομή της νόσου δεν είναι εφικτή στην πλειονότητα των περιπτώσεων εφόσον ο όγκος έχει επεκταθεί εκτός του θυρεοειδούς (εξωθυρεοειδική επέκταση) και διηθεί ζωτικά όργανα (π.χ. τραχεία, οισοφάγος, καρωτίδα και σφαγίτιδα). Μετεγχειρητικά συνιστάται επικουρική ακτινοθεραπεία. Ο ρόλος της χημειοθεραπείας παραμένει αμφιλεγόμενος.
Όλοι οι υπόλοιποι υπότυποι σαρκώματος θυρεοειδούς είναι εξαιρετικά σπάνιοι και έχουν αναφερθεί σαν ενδιαφέροντα περιστατικά (case reports). Στις περισσότερες περιπτώσεις αντιμετωπίσθηκαν με συνδυασμένη χειρουργική επέμβαση και μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία.
Η επιβίωση των ασθενών με σαρκώματα της κεφαλής και του τραχήλου είναι μικρότερη σε σχέση με την επιβίωση των ασθενών με σαρκώματα των άκρων, ενώ παρατηρείται συχνότερα τοπική υποτροπή της νόσου. Έχει αναφερθεί πενταετής επιβίωση της τάξης του 50 % για τα σαρκώματα κεφαλής – τραχήλου. Η συνδυασμένη θεραπεία (χειρουργική + ακτινοθεραπεία) είχε καλύτερα αποτελέσματα σε σύγκριση με την μονοθεραπεία (χειρουργική μόνο ή ακτινοθεραπεία μόνο).