手術療法
由於白血病細胞遍佈骨髓和其它許多器官， 用手術治療這種癌症是不行的。 手術甚至對於診斷也沒有什麼作用， 因為骨髓吸氣和活組織切片檢查足以診斷出白血病。 治療進行前， 醫生常常會把一根小塑膠管（靜脈插入器）插入大的血管。 管端位於胸部或上臂皮膚下， 可用來取血樣和導入靜脈藥物， 而不用刺破皮膚。 小孩的父母學會照看靜脈插入器非常重要。
放射療法
用於治療白血病的放射療法只用來治療腦膜和睾丸中的白血病細胞；也偶爾在緊急情況下用於治療氣管收縮。
化學療法
化學療法把抗癌藥物注入肌肉、靜脈、腦脊液或口服。 這些藥物進入血液迴圈， 到達人體各個部位， 從而使化療對白血病這樣已擴散的癌症能起作用。 白血病治療時要使用幾種抗癌藥物。 某些白血病細胞發生基因變化， 能抵抗化療。 多藥耐藥（MDR）基因的轉變使白血病細胞把某些化療藥物從細胞內排到細胞外， 使得細胞內積聚的藥物劑量不足以殺死癌細胞。 這種基因在治療急性髓細胞性白血病（AML）和T細胞白血病時尤顯重要。 一般來說， 治療急性髓細胞性白血病（AML）會在短期內使用高劑量化療藥物；而治療急性淋巴細胞性白血病（ALL）會在長期內使用低劑量化療藥物。
化療藥物能殺死癌細胞， 但同時也會破壞正常細胞和引起副作用。 這些副作用取決於藥物種類、劑量及使用時間。 癌症化療藥物攻擊正在分裂產生新細胞的細胞。 藥物能起作用是由於癌細胞分裂和繁殖的持續時間比正常細胞的更長。 然而， 也有某些正常細胞如骨髓、口腔、腸道和毛囊裡的細胞， 分裂也很快。 這些正在分裂的細胞是最易受到化療破壞的。 因此， 兒童可能會由於白血球數降低導致毛髮脫落、口腔疼痛、腹瀉或嘔吐以及抵抗感染的能力降低；也會由於血小板數降低導致瘀血和出血， 以及由於紅血球數降低導致疲勞。 這些有關血細胞數量的問題， 同樣也會由白血病所引起。 雖然這些問題在治療初期會因為化療作用變得很糟糕，
減少副作用有很多辦法。 化療時可以服藥來防止或減少噁心和嘔吐。 作為生長因數的藥物可以提高白血球數量。
腫瘤消除綜合症（TLS）是白血病細胞快速消亡所帶來的化療副作用。 當白血病細胞被破壞後， 它們釋放出有害物質進入血液， 會影響腎臟、心臟和神經系統。 通過讓兒童喝大量的水以及服用幫助人體處理這些物質的藥物（如重碳酸鹽和別嘌呤醇）， 可以預防出現這種情況。
直接遭受化療藥物損害的器官包括腎臟、肝臟、睾丸、卵巢、大腦、心臟和肺。 只要小心監護， 基本上不會出現致命的副作用。
急性淋巴細胞性白血病（ALL）治療時的其中一個嚴重副作用是可能患上另一種白血病---急性髓細胞性白血病（AML）。 其中5%接受治療的病人在服用表鬼臼脂素和烷基化物等化療藥物後， 出現了上述情況。 兒童治癒白血病後也有患上非霍奇金淋巴瘤或其它癌症的危險。 但是， 這些危險不能否認化療對於治療白血病等病症的明顯療效。
幹細胞移植（SCT）
這種治療方法主要針對採用常規甚至強化化療治癒可能性很小的兒童。 幹細胞移植用於急性淋巴細胞性白血病（ALL）消除後在12~18個月內復發的病人。
另一方面， 由於患有急性髓細胞性白血病（AML）的兒童復發很快， 因此一些醫生建議在某些兒童的AML一消除馬上就進行幹細胞移植。
現在主要有兩種形式的幹細胞移植：異體和同體。 異體移植時， 捐獻者的基質細胞與患者的是同一類型。 通常， 捐獻者是患者的兄弟或姐妹， 很少是沒有親戚關係的。 異體幹細胞可以從多種骨髓抽出物中得到， 或從迴圈血液中分離出來。
同體幹細胞移植時， 患者自己的幹細胞被從他的骨髓或血液中取出。 醫生擔心進行同體幹細胞移植時把白血病細胞重新放回病人體內， 為避免這種情況，醫生把幹細胞從病人體內取出後，用化療或抗體進行治療，去除所有白血病細胞。對每個步驟，要確保病人情況有所緩解，否則白血病易復發。
取自捐獻者或病人的幹細胞要小心冷藏。接著，對患病兒童進行化療（有時也有放療），從而破壞骨髓中的殘留癌細胞及所有正常細胞。然後，把幹細胞解凍，象輸血一樣輸回兒童體內。
骨髓或迴圈血液幹細胞移植過程仍是一種相當新穎和複雜的治療方法。如果醫生認為移植對小孩有利，那麼，小孩最好在國家認可的、對移植治療和康復管理有豐富經驗的癌症中心接受治療。
為避免這種情況，醫生把幹細胞從病人體內取出後，用化療或抗體進行治療，去除所有白血病細胞。對每個步驟，要確保病人情況有所緩解，否則白血病易復發。
取自捐獻者或病人的幹細胞要小心冷藏。接著，對患病兒童進行化療（有時也有放療），從而破壞骨髓中的殘留癌細胞及所有正常細胞。然後，把幹細胞解凍，象輸血一樣輸回兒童體內。
骨髓或迴圈血液幹細胞移植過程仍是一種相當新穎和複雜的治療方法。如果醫生認為移植對小孩有利，那麼，小孩最好在國家認可的、對移植治療和康復管理有豐富經驗的癌症中心接受治療。
