有一少部分的子宫肌瘤是有可能发生癌变的。子宫肌瘤的癌变叫做子宫肌瘤肉瘤变性或者恶变，恶变后的子宫肌瘤叫做平滑肌肉瘤。
外形与子宫肌瘤是相似的，周围也可以有清楚的假包膜包绕，也可以呈弥漫性生长，与子宫肌层没有明显的界限。子宫的平滑肌肉瘤常会伴有出血、坏死的现象。
当子宫肌瘤发生了癌变，主要的治疗原则是进行根治性的手术切除。手术切除的范围应该包括全子宫和双侧附件的切除手术，必要的时候还需要进行盆腔淋巴结的清扫手术。术后可以根据病期的早晚，进行术后的辅助化疗。