यदि उपरोक्त सभी तरीकों से भी कैंसर का निदान नहीं हो पाये तो शल्य ही अन्तिम विकल्प बचता है। पहला विकल्प मीडियास्टिनोस्कोपी है, जिसमें दोनों फेफड़ों के बीच में शल्य द्वारा एक प्रोब घुसा कर अर्बुद या लसिकापर्व से कोशिकाओं के नमूने ले लिए जाते हैं। दूसरा विकल्प थोरेकोटोमी है जिसमें छाती को खोल कर कैंसर कोशिकाओं के नमूने ले लिए जाते हैं। इन शल्य क्रियाओं के द्वारा अर्बुद को पूरी तरह निकालना संभव नहीं हो पाता है। इसके लिए रोगी को भर्ती किया जाता है और शल्य क्रिया शल्य कक्ष में ही की जाती है। साथ ही रक्तस्राव, संक्रमण, निश्चेतन और अन्य दवाओं के कुप्रभावों का जोखिम रहता है। 
ब्रोंकोस्कोपी –
बड़ी शल्य क्रिया -
ऐडीनोकार्सिनोमा –
ट्यूमर मार्कर्स