有一部分靶向治疗和化疗是可以同时进行的。是否将靶向治疗和化疗同时进行，主要看病人的具体情况，比如对于非小细胞肺腺癌的病人，在采用联合化疗方案治疗的同时，可以联合使用贝伐珠单抗进行靶向治疗，能够收到比单独的化疗更好的治疗效果。
即使是一些非小细胞肺腺癌存在着EGFRG基因敏感突变，可以使用吉非替尼、厄洛替尼等靶向药治疗。为了进一步提高靶向治疗的疗效，必要的时候也可以将化疗药物和这些靶向治疗药物进行联合的应用，可以使病人的生存期在一定范围内获得延长。
除了肺腺癌之外，在大肠癌的病人中，如果RAS基因是野生型的，就可以采用西妥昔单抗联合化疗。而对于RAS基因有突变，可以采用贝伐珠单抗联合化疗进行治疗。