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目的：前瞻性研究Ⅳ期非小细胞肺癌（NSCLC）化疗同期胸内病灶三维放疗的疗效和安全性。 方法：对2008年5月—2012年12月入组214例初治Ⅳ期NSCLC进行化疗同期胸部三维放疗，其中11例违反入组标准，实际入组203例，4例因CRF表未完整填写，可行安全性分析为199例，可疗效分析178例，分析患者的生存情况，胃肠道、血液学不良反应，急性放射性肺炎和食管炎。用Kaplan-Meier法进行生存分析，Cox回归模型进行多因素分析。 结果：随访率为98.2％，随访满1、2、3年者分别为111、32、14例。199例患者的2+3级和4级胃肠反应发生率为47.2%(92例)和0.5%（1例）；3+4级白细胞、血小板、血红蛋白不良反应发生率分别为38.7%、9.5%、7%；同期胸部放疗193例2+3级放射性肺炎和食管炎发生率分别为12.4%和35.2%,无4级不良反应。全组近期疗效可评价共176例，ORR为71.6%（126例）和无效28.4%（50例），原发灶放疗的剂量≥63Gy与＜63Gy比较ORR和无效分别为39.2%（69例）比32.4%（57例）和6.8%（12例）比21.6%（38例）（χ2=13.635，P=0.000）。全组178例,1年、2年、3年和中位生存期为55%、16%、10%和13个月，其中化疗同期三维放疗≥63Gy和同期三维放疗＜63Gy的1、2、3年生存率和中位生存期（MST）分别为57%和54%、23%和9%、17%和4%、15个月和13个月（χ2=5.128，P=0.024）；同期放疗GTV体积＜134 cm3（中位值）和≥134 cm3的1、2、3年生存率和中位生存期分别为66%和43%、20%和11%、15%和5%、15个月和11个月（χ2=9.513，P=0.009），治疗后KPS改善和降低的1、2、3年生存率和中位生存期分别为59%和39%、20%和8%、15%和5%、14个月和10个月（χ2=4.655，P=0.031）;单器官、多器官的分别为14个月和13个月（χ2=3.324，P=0.072）、。多因素分析胸部原发灶放疗剂量（B=0.381、P=0.018）、器官转移数目（B=0.771 P=0.015）、GTV体积≥134cm3（B=-0.460、P=0.005）和治疗后卡氏评分变化（B=0.392，P=0.039）对生存有影响。 结论：Ⅳ期 NSCLC化疗同期三维放疗可能提高局部控制率和使生存期延长，不良反应可接受。