Die Strahlentherapie setzt hochenergetische Röntgenstrahlen zum Abtöten von Krebszellen und zur Tumorverkleinerung ein. Die Strahlung für die Strahlentherapie der ALL kommt gewöhnlich aus einer Maschine außerhalb des Körpers (externe Bestrahlungstherapie) und wird auch vorbeugend durchgeführt. Anwendung ionisierender Strahlen zu Heilungszwecken. Hierbei werden grundsätzlich sehr viel höhere Strahlendosen notwendig als bei der Anfertigung eines Röntgenbildes zu diagnostischen Zwecken. Man unterscheidet die interne Strahlentherapie, bei der der Patient in bestimmten, genau fastgelegten Körperregionen von außen bestrahlt wird. Beide Methoden können auch gemeinsam zur Bekämpfung eines Tumorleidens eingesetzt werden. Die Strahlenbehandlung unterliegt strengen Sicherheitsauflagen, die eine Gefährdung des Patienten vermeiden helfen.
Der Sinn der Strahlentherapie bei den wenigen Patienten, bei denen eine Bestrahlung vorgesehen ist, besteht in der Vernichtung von Leukämiezellen im Zentralnervensystem und dessen Häuten oder ggf. in den Hoden.