发挥余肺的代偿功能。在无手术禁忌的情况下，所有1期、Ⅱ期及T3N1M患者应首选手术切除。T13N2M患者在诱导放化疗或同步放化疗后行手术治疗。部分T4N1M。患者也可考虑手术治疗。美国癌症综合网（NCCN，2008版）非小细胞肺癌治疗指南推荐对部分单纯脑或肾上腺转移的患者可切除转移灶及肺部肿瘤。完全切除术后非小细胞肺癌各病理分期的5年生存率分别为：I期67%、I r期57%、Ⅱ期55%、Ⅱb 期39%、Ⅲ期23%，大多数患者需要术后结合化疗、放疗及生物治疗等综合治疗。
实施择期手术前应全面、完整地制订治疗计划，进行必要的影像学检查，评估完整切除肿瘤的可能性。肺叶切除术是最常用的手术方式，标准的手术应包括肺叶切除及根治性淋巴结清扫。电视辅助的胸腔镜手术（VATS）是近年发展起来的一种微创外科疗法。与标准的开胸手术相比，VATS引起的疼痛轻微，术中出血较少，术后并发症发生率和手术相关死亡率低，患者住院时间短。NCCN指南推荐在经过仔细评估能够保证切缘干净和解剖允许的条件下，可以进行VATS。全肺切除对心肺功能损伤大，患者术后生活质量差，目前不主张行右全肺切除。如果患者肺功能严重减退，肿瘤为周围型T1NoM，可施行肺段或楔形切除术。
术后应将手术标本送病理检查，注意肿瘤组织类型，切缘情况（R0、R1、R2），淋巴结转移部位、个数等，根据结果进行下一步治疗。
肺癌术后的四个适应症
①原发性肺癌经细胞学或组织学确诊的Ⅰ期、Ⅱ期肺癌，以及部分Ⅲ 期病例，且全身情况可耐受手术者。
②转移性肺癌原发灶已治愈1年以上，肺内单个病灶经系统检查无原发肿瘤局部复发、无其他脏器转移。
③肺内孤立球形病灶，病变位于肿瘤常见部位如肺上叶前段，经痰脱落细胞学、纤维支气管镜检查或经皮肺活检不能确诊，在分层片或CT中见有肺癌特征性表现，如分叶、毛刺、空泡等，临床高度怀疑为肺癌，且具有肺癌高危险因素，应考虑剖胸探查并取活组织做冷冻切片，根据结果决定手术方案。
④叶性、段性肺炎或肺不张应先作纤维支气管镜检查，90%以上的中央型肺癌可获细胞学或组织学阳性结果。但此类肺癌有时仅表现为支气管黏膜下浸润，组织学和细胞学阳性诊断率较低，应结合临床决定是否剖胸探查。