化療是成成骨源性肉瘤的重要輔助治療，大劑量多種藥物聯合應用的化療可對腫瘤局部進行殺傷，術前化療（新輔助化療）可使瘤細胞壞死，瘤體縮小，反應區的水腫和新生的腫瘤性血管消失，使腫瘤鈣化界限變清楚。臨床上病人疼痛減輕或消失，腫塊變小，關節活動度增大，AKP可降至正常。
大劑量化療也是成骨源性肉瘤全身性治療有效方法，化療可殺滅肺內和全身的微小轉移灶。這種治療應早期進行。微小病灶比大的腫瘤對化療敏感。輔助化療可以使肺內腫瘤數量較少和推遲出現。肺轉移的病人延長生存期的關鍵是完全切除轉移，化療可促進整個疾病的根治，增加治愈率。國外20%～40%的病人可以經過多種途徑治療而治愈。
如果新輔助化療不能達到腫瘤壞死，推遲手術治療將影響生存率。因為化療無效時，腫瘤將繼續在繁殖期，肺的微小病灶將發展。化療有效時推遲腫瘤的根治性手術不會危及生存率。術前化療可以增加肢體搶救的成功率，因此說術前化療對準備肢體搶救的病人來說是安全有益的。術前化療的效果可以預示治愈率。由于化療的成功進行才使得成骨源性肉瘤的病人不但提高了生存率，而且保留了肢體并具有一定的關節功能。
利用順鉑（DDP）、多柔比星（ADR）、甲氨蝶呤-四氫葉酸（MTX-CF）、BCD、異磷酰胺（IFO）、環磷酰胺（CTX）等在1982～1988年國外有許多作者采用術前術后的化療治療成成骨源性肉瘤，其無轉移生存率為42%～89%。隨診5年以上者，Jaffe（1988）無轉移生存率為56%，Takada（1986）為56%，Rossen（1982，1985，1986）為77%。
利用上述藥物也有許多作者在1982～1988年采用術后化療對成骨源性肉瘤進行治療，并報道了結果，無轉移生存率在24%～65%，隨診5年以上者，法國骨腫瘤研究小組（1988）無轉移生存率為41%（隨診70個月），Gasparin（1987）為45%，隨診84～132個月。