Samotná chemoterapie může být podávána v případě, že se rakovina děložního čípku rozšířila do vzdálených orgánů, například do plic, nebo pokud se vrátila po jiné léčbě.

Většina chemoterapeutik používaných k léčbě rakoviny děložního čípku se podává do žíly intravenózní infuzí. Jeden z nejčastěji používaných léků, cisplatina, se podává přibližně jednou týdně po dobu několika hodin před zevní radioterapií. Cisplatina může být také kombinována s jinými chemoterapeutiky a podávána každých několik týdnů před radioterapií.

Lékaři mohou k chemoterapii přidat bevacizumab, lék s monoklonální protilátkou známý také pod názvem Avastin®. Tato cílená léčba je tvořena protilátkami – imunitními bílkovinami, které z těla odstraňují cizorodé látky, například viry -, které se připojují na povrch rakovinných buněk. Monoklonální protilátky zasahují do tvorby krevních cév, které umožňují růst nádorů. Tím, že se zaměřují na rakovinné buňky, a ne na zdravou tkáň, mohou způsobovat méně nežádoucích účinků než běžná chemoterapie, i když bevacizumab u některých žen, které ho užívají, způsobuje zvýšení krevního tlaku.