人們發現，雖然行內分泌治療和睾丸切除術後，有相當多的前列腺癌病灶可明顯縮小，患者臨床症狀消失，患者生命得以延長，但也有一小部分前列腺癌患者行內分泌治療後，前列腺癌細胞的生長沒有得到絲毫的抑製。所以在相當長的一段時期內，很多醫生認為內分泌治療無效或者治療效果較差。
通過大量醫學研究發現，前列腺癌組織含有兩種細胞亞群，一是雄激素依賴細胞，占絕大多數，這些細胞含有較多的雄激素受體；二是雄激素非依賴細胞，占少部分，不含有或僅含有少量雄激素受體，這部分前列腺癌細胞對內分泌治療或睾丸去勢治療不敏感，即使采用內分泌等治療，腫瘤仍有可能繼續增大，或出現腫瘤的複發和轉移。因此，臨床對內分泌治療失敗或者療效較差的病例可以配合化學療法（簡稱化療）。治療前列腺癌的化療方法要具有抑製不敏感前列腺癌細胞的作用，而且要盡量選擇療效好、副作用小的藥物。目前泌尿外科臨床最常用的化療藥物是磷酸雌二醇氮芥，它能起到內分泌治療和化學治療的雙重作用，且副作用較小。此外的化療藥物還有阿黴素、環磷酰胺、氟脲嘧啶、順鉑等，但副反應發生率較高，臨床可根據具體情況選擇使用。需要重點強調的是在前列腺癌的治療中，無論單劑使用或聯合使用化療藥物，其臨床療效均不十分理想，最好與內分泌治療等方法相結合，如前列腺癌患者合並有嚴重的心、肺等重要器官疾病或有白細胞減少、貧血等化療禁忌證時，更應謹慎從事，決不能顧此失彼。