类固醇(如地塞米松)的给予是高度恶性脑干胶质瘤的一个初始治疗手段。瘤周水肿引起了主要的症状，在激素治疗后，病人的症状会迅速改善。
目前治疗上较大的进步就是认定了脑干胶质瘤是一类生物学上别具一格的亚群。在这个特殊群体中，一个极端就是桥脑弥漫性胶质瘤，高度侵袭性，不能手术;另一个极端则是顶盖胶质瘤，自然史很长，适合于仅行分流手术和继续观察。
对于那些有典型的MRI特点的弥漫性脑干胶质瘤，治疗可以在不经过活检就可以直接开始。当影像学表现不典型，怀疑脑炎或者脱髓鞘疾病时，则采取立体定向针刺活检。
1、立体定向活检
适合的情况包括：年轻儿童，有多年的慢性进行性的笨拙和面部不对称，可能会存在脑干的神经节神经胶质瘤，或者急性进展的面肌无力，共济失调，发热和脑脊液淋巴细胞增多等提示局灶性脑干脑炎的可能。
2、手术治疗
手术治疗的目标是降低肿瘤负担和避免神经系统后遗症。由于脑干内神经结构密集，所以外科致残的可能性远远大于其它中枢神经系统肿瘤。因而，尽管可以达到根治性的切除，但是过度切除所带来的并发症需要充分仔细考虑。
2.1桥脑局灶性肿瘤
只占9%的桥脑肿瘤。 背侧桥脑的肿瘤通常可以通过枕下入路来切除;腹侧肿瘤侵及CPA的则通过乙状窦后入路;内生性的桥脑肿瘤，神经生理检测有助于安全的切除肿瘤;骨瓣复位有助于保护外科解剖的区域和有利于术后病人恢复，也有利于可能的再次手术治疗。对于小脑半球的牵拉应该尽可能的轻微，以免出现假性的球麻痹症状和小脑性缄默。
2.2背侧外生性肿瘤
安全的切除外生性的肿瘤通常需要超声吸引或者其它术中导航的辅助;尽管不全切除有导致脑积水进展的危险，但是宁愿处理脑积水来避免激进手术后可能出现的颅神经功能缺损。尽管如此，大部分病儿能长时间存活。在两个独立的病例资料中，分别有12/16，7/10的病人在经过单独的外科手术之后，平均无症状时间各自为113和26个月，复发后的肿瘤继而行再次手术，放疗或者两者同时使用后，病变仍能得到控制。因此，常规的术后放疗不被推荐。
2.3中脑肿瘤
极具挑战性，直视下对中脑肿瘤的切除能导致体温控制和睡眠周期的紊乱。 此类病人，高温应当怀疑感染的可能，低温则可能是体温控制紊乱的结果。对于中脑腹内侧的病变，可以通过标准的翼点入路来进行切除。对于腹外侧的病变，则可以通过颞下入路，牵拉颞叶来达到切除。由于中脑病变生长缓慢，有些作者不建议任何的开放性治疗。
2.4囊性结节性脑干肿瘤
可见于脑干的任何部位，但最常见于中脑，这些肿瘤组织学上和青年型毛细胞星形细胞瘤等同。可能的情况下，手术切除瘤壁结节通常可以治愈。对于那些肿瘤主体局限于中脑腹侧的病人，手术的作用只能仅限于诊断活检，治疗上只能采取放疗或者化疗。长程的生存期通常会超过5~10年，保守治疗通常是可行的。理想的目标是全部切除，但是在保留完整功能的情况下近全切除也能获得较好的预后;在切除毗邻重要结构的肿瘤的时候，神经生理检测是必不可少的。
2.5顶盖胶质瘤
因为同时存在导水管阻塞，症状性脑积水通常是病人就诊的首要原因;初级处理即是行脑脊液腹腔分流手术，或者更好的方案是进行三脑室造瘘术;后者避免了异物植入术，并可以在当日完成。因为这类肿瘤的自然史较长，甚至是现代的外科技术也可能会导致明显的致残，所以无症状的，低度恶性顶盖胶质瘤通常选择继续观察;当病变进展或者有症状的病人，手术治疗应当考虑，尽管手术有可能因为此处有重要结构而受到限制。
2.6颈延髓肿瘤
手术治疗是首选，有75%的病人可以获得全切，此类病变长期存活的可能性很大，常规的术后化疗或者放疗不需要。切除大于50%的内生性肿瘤已经被证明可以降低肿瘤进展和增加长期的生存期;然而，激进的切除同样导致了后组颅神经损伤的风险，如气管切开，胃造口术，声音改变和上呼吸道感染的危险和肺炎。
接近30%的肿瘤切除术后可能会进展，因而需要更进一步的治疗;对于可以切除的肿瘤，可以进行第二次手术;其他病人，则只能进行采取放疗(成人)或者化疗(儿童)。
