Le pronostic est en général mauvais. Les facteurs de pronostic varient selon le type de cancer. Ce sont ;
Selon le National Cancer Institute, l'âge médian d'incidence du cancer du poumon est de 70 ans, et l'âge médian de décès par cancer du poumon est de 71 ans.
Arrêter de fumer au moment du diagnostic améliore le pronostic, surtout si le cancer est à un stade précoce (taux de survie à cinq ans de 63 à 70% après la date du diagnostic) et moindrement pour un stade plus avancé (Ceux qui continuent à fumer n'ont alors que 29 à 33 % de chances de survivre cinq ans après la date du diagnostic).
Il n'existe pas de modalités standardisées de surveillance des patients ayant été traités pour un cancer bronchique. Compte tenu de la faible efficacité des traitements actuellement disponibles en cas de rechute, la question est de savoir s'il est intéressant de dépister précocément une rechute de la maladie, pour administrer à temps un traitement pouvant améliorer la survie des patients. Les modalités de surveillance comprennent l'examen clinique, la radiographie thoracique, le scanner thoracique, la fibroscopie bronchique. La pratique de ces examens et leur rythmicité est très variable en fonction des équipes médicales, mais aussi du type et du stade de la maladie traitée, et du traitement préalablement administré.
Le cancer du poumon n'était pas fréquent avant l'arrivée de la cigarette ; il n'a même pas été identifié comme une maladie distincte jusqu'à 1761. Divers aspects du cancer du poumon ont été décrits plus à fond en 1810. Les tumeurs malignes du poumon ne faisaient que 1 % de tous les cancers vus à l'autopsie en 1878, mais étaient montés à 10–15 % au début du XXe siècle. Le nombre de cas cités dans la littérature médicale mondiale ne s'élevait qu'à 374 en 1912, référence citée dans, mais une revue des autopsies montre que l'incidence du cancer du poumon a augmenté de 0,3 % en 1852 à 5,66 % en 1952. En Allemagne en 1929, le médecin Fritz Lickint reconnut le lien entre tabagisme et cancer du poumon, ce qui conduisit à une campagne anti-tabac agressive. L'Étude des médecins britanniques, publiée dans les années 1950, était la première preuve épidémiologique solide du lien entre le cancer du poumon et le tabagisme. Le résultat est en 1964 que le Surgeon General of the United States recommande aux fumeurs de s'arrêter de fumer.
Le lien avec le radon a été reconnu pour la première fois chez les mineurs de l'Erzgebirge (Allemagne), près de Schneeberg, Saxe. L'argent a été exploité dans cette région depuis 1470, et ces mines sont riches en uranium, avec ses descendants, dont le radium et le radon. Les mineurs étaient atteints d'une quantité exceptionnelle de maladies du poumon, finalement reconnues comme cancers du poumon dans les années 1870. On estime à 75 % le nombre d'ex-mineurs morts du cancer du poumon. Malgré cette découverte, l'activité minière a continué jusqu'aux années 1950, en raison de la demande de l'URSS en uranium.
La première pneumonectomie réussie pour le cancer du poumon a été réalisée en 1933.
La radiothérapie palliative a été utilisée depuis les années 1940.
La radiothérapie radicale, utilisée dès les années 1950, a été une tentative pour utiliser de plusieurs doses de radiation chez les patients à un stade relativement précoce du cancer du poumon, mais inopérables.
En 1997, la radiothérapie continue hyperfractionnée accélérée a été considérée comme une amélioration de la radiothérapie radicale conventionnelle.
Pour les carcinomes à petites cellules, les premiers essais de résection chirurgicale des années 1960, et de radiothérapie radicale n'ont pas eu de succès. Dans les années 1970, des combinaisons de chimiothérapie efficaces ont été mises au point.