Zásadní úlohu v léčbě venózního tromboembolizmu a tedy i plicní embolie představují parenterální antikoagulancia - heparin nebo nízkomolekulární heparin následovaný orální léčbu warfarinem. Rychlá inciální antikoagulační léčba je podávána k minimalizaci rizika progrese trombu a fatální plicní embolie.
Následná atikoagulační léčba brání rekurenci plicní embolizace. Trombolytická léčba je doporučována pro hemodynamicky nestabilní nemocné, ale i tito nemocní reprezentují méně než 5% všech pacientů hospitalizovaných pro plicní mebolii.
Užití trombolytické léčby u nemocných se submasivnní plicní embolií je kontroverzní.