Bij patienten met een stadium IIIA niet kleincellig longcarcinoom is er vaak sprake van een longtumor met uitzaaiingen naar lymfklieren aan de binnenkant van de borstkas (het mediastinum). Een operatie is dan meestal niet mogelijk. De behandeling bestaat uit de combinatie van chemotherapie en radiotherapie, liefst gelijktijdig gegeven. Deze behandeling met hoge dosis radiotherapie is in opzet curatief, dus dat wil zeggen met de bedoeling tot genezing. Dit slaagt bij circa 25% van de patiënten.