醫生推薦的分化型甲狀腺癌的治療方案，往往取決於疾病的分期。患者的情況不同，推薦給具體每個患者的治療方案可能與下面的內容不同。與醫生討論你的個體化治療方案至關重要。
I 期和II 期
腺葉切除術或甲狀腺近全/全切除術。美國更常採用甲狀腺近全/全切除術，可能會同時進行中央區淋巴結清掃術。這將切除甲狀腺附近的淋巴結，對極低風險的患者，單純的手術治療就足夠了，其臨床治癒率很高，一些患者在甲狀腺切除術後需要進行放射性碘治療，取決於患者的年齡和其它一些因素。醫生會在甲狀腺切除術後為你處方甲狀腺激素治療。
III 期和IV 期
手術範圍通常為甲狀腺近全/全切除術，加上中央區淋巴結清掃術(切除甲狀腺附近的淋巴結)。如果癌細胞已經轉移到頸部其它部位的淋巴結，則進行改良的根治性頸部廓清術，這將切除更多的頸部淋巴結。手術後，通常會進行放射性碘治療，以清除所有殘留的甲狀腺組織、頸部或身體其它部位能攝取碘的潛在癌灶。有的患者可能會接受外照射治療。還有的患者由於存在不能攝取碘的轉移癌，可能會接受臨床藥物試驗或化學治療。
根據 2009 年美國甲狀腺學會分化型甲狀腺癌的診治指南，術後應當進行甲狀腺激素治療，用量應當足夠大，將血中的促甲狀腺激素(TSH)水平抑制到正常範圍以下。
對復發或持續存在的乳頭狀、濾泡狀及變異型別甲狀腺癌的治療
初始治療後 6-12 月，如果乳頭狀或濾泡狀甲狀腺癌仍未清除乾淨或出現復發，治療方案往往取決於癌灶的部位、大小和病情程度，如果病灶可以通過手術切除，手術常常是首選，也可以應用放射性碘治療，或者單獨進行，或者與手術聯合進行。如果癌灶不能攝取放射性碘，而是在其它影像學檢查如核磁共振或PET 掃描中被發現的，可考慮外照射治療。當癌灶發生多發轉移並且不能攝取放射性碘(這樣的癌細胞被稱作“不攝碘細胞”)時，可試行化學療法(臨床藥物試驗)。
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