แพทย์จะให้การดูแลรักษา ดังนี้
1. ถ้าพบว่าเป็นมะเร็งตับระยะแรก (เช่น ตรวจกรองพบโรคนี้ในกลุ่มเสี่ยงที่ยังไม่มีอาการ) ก็อาจรักษาด้วยการผ่าตัดนำก้อนมะเร็งออก หรือทำการปลูกถ่ายตับ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ป่วยมีชีวิตยืนยาวหรือหายขาดได้
2. ถ้าพบมะเร็งตับระยะท้าย (ซึ่งเป็นกลุ่มผู้ป่วยส่วนใหญ่ตรวจพบเมื่อปรากฏอาการชัดเจนแล้ว) มักจะไม่สามารถรักษาให้หายได้ หากปล่อยไว้อาจเสียชีวิตภายใน 6 เดือนถึง 1 ปีโดยเฉลี่ย บางรายอาจอยู่ได้นานหลายปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ป่วยที่ปฏิบัติตัวดูแลตนเองดี
สำหรับผู้ป่วยมะเร็งเซลล์ตับ แพทย์อาจทำการรักษาเพื่อหยุดยั้งมะเร็ง เช่น การให้เคมีบำบัด การฉายรังสี การฉีดยาฆ่ามะเร็งและสารอุดตันเข้าหลอดเลือดแดงที่ไปเลี้ยงก้อนมะเร็งให้ก้อนยุบลง (transarterial chemoembolization/TACE และ transcatheter oily chemoembolization/TOCE) การฉีดแอลกอฮอล์เข้าก้อนมะเร็งโดยผ่านทางผิวหนัง (percutaneous ethanol injection/PEI), การฆ่าเซลล์มะเร็งด้วยความร้อนจากพลังงานคลื่นความถี่วิทยุ (radiofrequency ablation), อิมมูนบำบัด (immunotherapy) ฮอร์โมนบำบัด (hormone therapy) เป็นต้น
นอกจากนี้ จะให้การรักษาตามอาการและการรักษาแบบประคับประคองเพื่อให้ลดอันตรายและมีคุณภาพชีวิตที่ดี เช่น ให้ยาบรรเทาปวด ให้เลือด (ถ้ามีเลือดออก) เป็นต้น
สำหรับผู้ป่วยมะเร็งท่อน้ำดี ที่มีภาวะอุดกั้นของทางเดินน้ำดี แพทย์อาจทำการผ่าตัดใส่ท่อระบายน้ำดี เพื่อบรรเทาอาการคันและดีซ่าน