脑血栓形成后，缺血性梗塞与充血性梗塞的组织损害是不可逆的。而缺血半暗带的组织损害是可逆的，但其存在的时间并不很长，如不及时给予有效的治疗，便将成为不可逆性损害而使神经症状遗留下来。因此，脑血栓应尽早开始治疗，目的是迅速增加脑血流量，而决定脑血流量的因素在于脑灌注压(动静脉压差)和脑血管阻力(即颅内压与血粘度)。在脑缺血后早期，维持适当高度的灌注压和降低血粘度非常重要。另一方面，当病灶处侧支循环建立后血管再通，可产生再灌流损伤(过度灌流综合征)。还有，缺血后尚有一系列因素参与脑损害过程，如钙离子跨膜内流，兴奋性神经递质释放，自由基增多，血糖代谢紊乱，产生乳酸中毒等。因而治疗还应针对具体情况采取综合疗法。
1、溶栓疗法：脑血栓的超早期，动脉内的血栓尚为新鲜血栓。如能将血栓溶解，血流再灌注，将是改善脑循环，保护脑细胞，促进功能恢复的根本措施。若无溶栓治疗的禁忌证，越早应用效果越好。
2、抗凝疗法：虽然多数研究证明肝素抗凝治疗对进展型缺血效果并不乐观，但目前对进行性梗塞是紧急抗凝治疗的适应证已为多数学者所接受。如确定引起进展的原因为梗塞扩大、侧支循环差和高凝状态时，肝素治疗仍为首选。治疗方法多采用静脉滴注或皮下注射肝素，发病48小时内开始治疗，疗程7日。在治疗期间，应使部分凝血活酶时间维持在对照值的2～3倍。
3、扩容稀释疗法：扩充血容量应在患者无明显脑水肿或无严重心功能不全时方可进行。常用低分子右旋醣酐500毫升静脉滴注，每日1次，连用10～14次。血液稀释疗法可分为高容性、等容性和低容性三种，以等容量法更接近生理状态，在操作时须注意防止血容量低于正常和由此引起的血压下降。
4、治疗脑水肿：对较大面积的脑梗塞应同时应用脱水剂治疗，如20％甘露醇250毫升快速静脉滴注，每日2～4次，视病情而定。但有心律失常或心功能不全时禁用。此外，可应用10％甘油500毫升静脉滴注，每日1次。该药发挥作用较慢，但持续时间较长，且无反跳作用。抗脑水肿治疗的时间一般是3～4日。
5、适当提高血压和改善心输出量：对保持脑部血液供应很重要。研究结果显示，治疗脑血栓时使用胶体溶液以维持稍高的收缩压是合理的治疗。必要时可适当使用升压药物。
6、钙通道阻滞剂：脑缺血时，神经细胞膜发生去极化，钙离子迅速进入细胞内，贮钙细胞器线粒体和内质网的钙通道也开放使钙离子释放入细胞质中，使细胞内钙离子增加称钙超载。脑血管平滑肌内钙增加可造成脑血管痉挛，使脑血流发生障碍，加重脑缺血。故可选用能够阻止钙离子由细胞外流入细胞内的药物即钙通道阻滞剂进行治疗，常用的药物是尼莫地平、西比灵和脑益嗪等。
7、自由基清除剂：急性脑缺血后所出现的再灌流，是产生自由基并造成脑损伤的基础之一。同时，由于超氧化物岐化酶等自由基清除剂减少，使自由基清除率降低，也是自由基增多的因素。临床常用的自由基清除剂有维生素E、维生素C、地塞米松等。
8、脑代谢赋活剂：有研究显示，急性脑血栓患者健侧大脑半球的血流量在一年内仍维持在低水平。提示脑代谢赋活剂更适用于慢性期病例。常用的脑代谢赋活剂有胞二磷胆碱、氯酯醒、三磷酸腺苷、辅酶A、脑复新、爱维治、脑活素和己酮可可碱等。后者尚有改善红细胞能力、促进红细胞氧离解、抑制血小板聚集的作用。
9、脑血管扩张剂：长期以来，对脑血管扩张剂的作用机制、使用时机及哪些是真正有效的药物争论颇多，迄今仍未取得一致意见。目前认为，以下情况可选用脑血管扩张剂：梗塞范围小，腔隙性梗塞，无明显颅内压增高现象，意识清醒者，发病3周以上脑水肿完全消失的恢复期患者。常用的药物有罂粟碱、培他啶、烟酸、血管舒缓素、抗栓丸等。
10、氧疗：进展型脑血栓病人的血液氧合作用是降低的，对此类病人应努力提高血氧饱和度。无呼吸道阻塞者可经鼻导管吸氧2升～3升／分。特别应注意预防和治疗脑卒中的肺部并发症，维持呼吸道通畅，增加通气功能。高压氧治疗可较快改善病人症状，减少神经功能障碍的程度。通过提高脑组织氧张力，改善脑细胞代谢、血流再分配(反盗血综合征)和消除水肿而使脑的不可逆病变区缩小，对侧支循环形成，促进神经组织再生极为有利。
11、处理神经性内脏综合征：重症脑血栓易并发许多内脏症状，如心电图改变、呼吸节律异常、上消化道出血及顽固性呃逆等，均不同程度地影响脑血栓的恢复和预后，应予以处理。
12、中医中药：祖国医学虽然没有脑血栓的具体病名，但在中风病的防治中却积累了丰富的治疗脑血栓的经验。某些中药及中药制剂经临床观察与实验研究证实，对脑血栓有不同程度的治疗作用，值得进一步挖掘、整理和提高。
13、针灸治疗：可以疏通经络，调节气血，促进疾病康复。某些研究认为，针灸可以降低血粘度，抑制血小板聚集和粘附，抑制红细胞聚集及降低血球压积，达到增加脑血流量、改善脑细胞供氧、促进脑细胞功能恢复的作用。最常用的为体针，可根据瘫痪肢体选取穴位，结合手法施术治疗。
14、手术治疗：颈动脉内膜切除术，对进展型卒中不是常用的治疗方法，对轻度、中度神经功能障碍的进展型卒中病人可选择性地采用，对严重神经功能障碍或存在意识障碍者不宜采用。