Химиотерапия обычно используется в случае метастазирования рака мочевого пузыря (категория М1 — распространение опухоли на другие органы). Кроме этого, химиотерапия может применяться при местно распространенном раке мочевого пузыря (категория Т3 и выше и/или категория N1 и выше) в попытках уменьшить вероятность рецидива опухоли после радикальной цистэктомии. Такая химиотерапия называется адъювантной. Другой подход заключается в назначении химиотерапии перед радикальной цистэктомией с целью улучшения результатов операции и уменьшения размеров опухоли. Такая химиотерапия называется неоадъювантной.