目的：观察非小细胞肺癌脑转移的综合治疗效果。方法：选取59例非小细胞肺癌脑转移的患者作为研究对象，按照抽签法随机分为观察组（n=30）和对照组（n=29），对照组患者采用放疗联合吉西他滨、替莫唑胺来进行治疗，观察组患者则在对照组治疗方法的基础之上再行肺部肿瘤切除及脑部转移瘤切除术。跟踪观察记录两组患者的生存期和生存率并进行对比。结果：通过对两组患者生存期和生存率的跟踪调查，观察组患者的平均生存期为（19.64±1.68）个月，对照组的平均生存期为（16.00±1.58）个月，组间差异明显，具有统计学意义（T=8.5666；P＜0.05）；两组患者的生存率比较中，观察组1年生存率为90.0%，2年为46.7%，3年为20.0%；对照组1年的生存率为65.5%，2年为20.7%，3年为3.4%。组间差异比较明显，具有统计学意义（P＜0.05）。结论：采用综合治疗来对非小细胞肺癌脑转移进行治疗的效果比传统的治疗效果更好，患者的平均生存期更高，且生存率也明显高于采用传统方法来治疗的患者，对改善非小细胞肺癌脑转移患者的预后具有一定作用，值得临床推广。