Za razliku od diferentovanog tiroidnog karcinoma, u slučaju medularnog nema mnogo dileme o lečenju. Pošto se isključi feohromocitom (da ne bi došlo do komplikacija kod anestezije) medularni karcinom se leči totalnom tiro-idektomijom sa resekcijom limfnih žlezda vrata. Uklanjaju se sve limfne žlezde u centralnom prostoru vrata i celokupno limfno tkivo na strani vrata gde je tumor.
Radioaktivno jod se ne daje posle oepracije medularnog karcinoma jer on potiče od ćelija koje ne koncentrišu jod.
Praćenje operisanih bolesnika
Pored uobičajenog radiografskog kontrolisanja snimanjem grudnog koša jednom godišnje, neophodno je da se dva puta godišnje određuje kalcitonin u krvi. Drugi pouzdan marker za praćenje je karcinoembrionski antigen (CEA). Kalcitonin se određuje i u svih krvnih srodnika operisane osobe da bi se pronašli eventualni nosioci obeležja koji još nisu ispoljili bolest. Svaki bolesnik sa medularnim karcinomom treba da se ispita sa aspekta genetike kako bi se utvrdilo o kakvom tipu tumora se radi. Hereditarna ispitivanja se danas najbolje obavljaju upotrebom genetskih analiza na sekvencama ribonukleinske kiseline