Le traitement classique du myélome a longtemps reposé sur une chimiothérapie pour les cas de maladie active, combinant le plus souvent (depuis les années 60) du Melphalan et des corticoïdes. Aujourd'hui les nouvelles thérapies, dites thérapies ciblées ont totalement modifié la prise en charge du myélome multiple (bortézomib ou Velcade, la thalidomide, doxorubicine liposomale pegylée ou Caelyx et la lénalidomide ou Revlimid). La thalidomide est donnée en première intention en association avec le melphalan et la prednisone. Le lénalidomide est donné en seconde intention en association avec la dexaméthasone pour les formes réfractaires ou en cas de rechute après au moins une ligne thérapeutique ayant comporté des alkylants et lorsque aucune alternative n'existe. La lénalidomide est reconnu à l'échelle mondiale comme étant l'un des nouveaux médicaments les plus efficaces pour le traitement du myélome multiple. C'est aussi un traitement qui prolonge la vie des patients et qui, dans bien des cas, leur permet de fonctionner pleinement et activement dans leur collectivité. Le bortézomib est utilisé pour le traitement du myélome multiple en progression chez des patients ayant reçu au moins un traitement antérieur et qui ont déjà bénéficié ou qui sont inéligibles pour une greffe de moelle osseuse.
On pourra s'abstenir de traitement si le myélome est à un stade très peu avancé.
Il faut aussi lutter contre les douleurs osseuses, l'hypercalcémie, et traiter les complications s'il y a lieu. Les biphosphonates sont utilisés contre la lyse osseuse et auraient une action propre contre le myélome.
Depuis la fin des années 1990, on privilégie les techniques dites d'autogreffe de cellules souches, consistant à prélever des cellules souches qu'on « nettoie » des cellules porteuses de la maladie et qu'on congèle, puis à mettre le malade en aplasie (destruction totale des plasmocytes). On réinjecte alors les cellules souches, qui vont régénérer des plasmocytes « sains ». Les résultats sont très favorables. Cette technique peut être répétées, surtout en cas de réponse incomplète de la première autogreffe, la survie moyenne dépassant alors les sept ans.