甲狀腺乳頭狀癌復發，仍應再次積極手術治療，術后可以進行碘-131同位素治療。如果無法手術，考慮進行放射治療、內分泌治療、TSH抑制治療、抗雌激素的治療、分子靶向治療，藥物有索拉非尼、阿西替尼、莫替沙尼和舒尼替尼等。甲狀腺髓樣癌對放射性碘-131同位素和內分泌治療無效，手術是目前唯一的治療方法。對復發或者遠處轉移的甲狀腺髓樣癌患者，目前缺乏有效治療手段。臨床試驗顯示，凡德他尼治療晚期甲狀腺髓樣癌的復發療效比較顯著。 但甲狀腺未分化癌的治療效果較差，臨床也在探索，目前嘗試用抗血管生成化合物吉非替尼聯合多西他賽，這些藥物治療未分化癌。極少采用介入治療，主要用于無法手術切除或術后復發無法再次手術切除并用其他治療方法無效的患者，包括經頸動脈插管化療或栓塞，影像設備引導下腫瘤內碘-125粒子植入術等。