副作用大多见于放射性的皮炎，也可以引起放射性的肺炎或者是肺纤维化以及放射性的食管炎等情况，可以引起白细胞降低以及骨髓抑制的情况，可以降低自身的免疫力，容易继发感染。
肺癌放疗具有局限性，因此副作用主要在放疗的局部，包括肺部肿块及纵膈淋巴结转移部位，而皮肤反应是首发副作用，其次是可分为轻型和重型的放射性肺炎，即放疗肺部肿物的同时，累及周围的正常肺组织而发生的免疫性炎症。
全身反应：表现为精神发育迟滞、食欲不振、身体虚弱、乏力、恶心、呕吐、餐后饱胀等一系列功能紊乱，轻者不宜治疗，重者应及时治疗，以提高机体的免疫力。局部反应：干性皮肤的特点是瘙痒、色素沉着和脱皮，可产生永久性浅棕色斑点。油性皮肤的特点是辐射区有湿疹和水泡，在严重时会引起腐蚀和溃疡。
肺癌放疗的副作用有，周身疲乏无力、精神萎靡，出虚汗，嗜睡，免疫功能下降，化疗药物可损害病人的免疫系统，导致免疫功能缺陷或下降，骨髓抑制，表现为白细胞和血小板下降，可以中西医结合治疗。
肺癌放疗的副作用最常见的就是放射性损伤。食管炎，有些黏膜炎，是在放疗期间病人感觉最难受的，在10次以后就出现了，有时候不能进食，吃饭有疼痛，要做一些对症处理，还有远期的放射性的肺炎。
小细胞肺癌的放疗副作用主要常见为胃肠道反应，如恶心、呕吐、纳差，也包括肝、肾、肺毒性。另外就是免疫抑制，所有的化疗药物都有免疫抑制作用，小细胞肺癌用VP-16也会存在这种症状。