在治疗胶质瘤中最高级别的胶质母细胞瘤患者中使用放射疗法有1级证据，许多随机对照试验显示出明显的生存获益。尽管大多数患者患有4级疾病，但大多数试验结合了3级和4级胶质瘤。1970年从梅奥诊所随机分配了63名患者全脑放射至25-28分的50Gy剂量，单独CCNU（洛莫司汀）和CCNU和放射线的组合。单独放射中位数为11个月，组合手臂中位存活时间为12个月，而单独CCNU组仅为6个月。许多其他随机试验证实了放射治疗在新诊断疾病中的生存优势，并且汇总分析6项随机试验中有4项显示1年死亡率风险比为0.81，有利于术后放疗而非无效。
　　 标准辐射剂量为60Gy，30个分数是基于三项前瞻性临床试验的回顾性分析，这些临床试验提示50至60Gy5之间的剂量反应关系，并尝试使用常规放射剂量增加，调强放疗，近距离放射治疗，和放射外科手术发现没有额外的好处导致60Gy是Stupp试验中使用的标准护理。然而，一项使用质子剂量递增至90钴灰当量和加速治疗的研究确实减少了复发的中心模式，并且与历史对照相比存活率提高。