Najlepsze leczenie zespołu mielodysplastycznego często różni się w zależności od kilku różnych czynników, które wpływają na potrzeby pacjenta. Młodsi pacjenci w dobrym zdrowiu mogą być przystosowani do bardziej agresywnego leczenia, aby spowolnić lub zatrzymać chorobę. Inni mogą otrzymać jedynie opiekę wspomagającą, taką jak transfuzje lub antybiotyki, które leczą skutki zespołu i poprawiają jakość ich życia. Osoby z mniej ciężkimi postaciami choroby mogą również wymagać jedynie opcji opieki podtrzymującej.
Jedną z opcji leczenia zespołu mielodysplastycznego, która może mieć bardzo dobre wyniki u niektórych osób, jest chemioterapia, a następnie przeszczep szpiku kostnego. Chemioterapia służy do zabijania nieprawidłowo działających komórek szpiku kostnego, a następnie do ich zastąpienia wykorzystuje się komórki dobranego dawcy. U niektórych pacjentów ta technika była w stanie wyleczyć chorobę; większość przypadków jest nieuleczalna. U innych jest w stanie znacznie spowolnić jego postęp. Zabieg jest jednak trudny i ryzykowny, dlatego często stosuje się go tylko u pacjentów młodych i silnych lub z bardzo agresywnymi typami zespołu mielodysplastycznego.
Pacjenci, dla których chemioterapia i przeszczep są nieodpowiednie, zazwyczaj otrzymują opiekę wspomagającą, aby pomóc złagodzić negatywne skutki choroby. Jednym z ważnych rodzajów wspomagającego leczenia zespołu mielodysplastycznego są transfuzje krwi. Choroba niszczy komórki krwi i wpływa na zdolność organizmu do wytwarzania ich więcej, dlatego niedokrwistość jest często problemem dla tych pacjentów. Transfuzja może pomóc uzupełnić utraconą krew i zwalczyć skutki anemii.
Innym sposobem leczenia zespołu mielodysplastycznego w leczeniu anemii jest stosowanie czynników wzrostu. Czynniki wzrostu to substancje stymulujące produkcję czerwonych krwinek. Typ czynnika wzrostu zwykle stosowanego w tej chorobie nazywa się erytropoetyną.
Niektóre leki są również uważane za pomocne w leczeniu zespołu mielodysplastycznego w niektórych przypadkach. Leki takie jak lenalidomid i globulina przeciwtymocytowa mogą pomóc w walce z anemią i zmniejszyć potrzebę transfuzji krwi u pacjentów z określonymi postaciami choroby. Pacjenci otrzymujący transfuzję mogą potrzebować deferoksaminy, aby pomóc zwalczyć gromadzenie się żelaza we krwi i tkankach. Niektórzy pacjenci mogą być podatni na rozwój białaczki; leki takie jak azacytydyna i decytabina mogą być stosowane w celu opóźnienia lub powstrzymania tego zjawiska. Osoby z zespołem mielodysplastycznym mogą być podatne na infekcje i mogą również wymagać leczenia antybiotykami.