Fundamento y objetivo: La irradiación holocraneal (RTH) sigue siendo el tratamiento de elección para los pacientes con metástasis cerebrales de melanoma. La temozolomida ha demostrado ser eficaz en el tratamiento del melanoma metastásico. El objetivo fue evaluar el beneficio potencial de este fármaco asociado a RTH. Pacientes y método: Se ha efectuado un estudio retrospectivo en 26 pacientes, 10 de ellos tratados con RTH (20 Gy/5 fracciones de 400 cGy) y 16 con RTH más temozolamida como agente único (200 mg/m2) o en combinación con quimioinmunoterapia (150 mg/m2). Resultados: La supervivencia mediana del grupo fue de 3 meses (intervalo de confianza [IC] del 95%, 2-4 meses). La supervivencia mediana del grupo RTH más temozolomida fue de 6 meses (IC del 95%, 0-12 meses), y de un mes para el grupo RTH (IC del 95%, 1-2 meses) con diferencias estadísticamente significativas (p < 0,0001). El análisis de supervivencia en diferentes intervalos (90, 180 y 270 días) mostró un beneficio en el grupo tratado con RTH más temozolomida (p = 0,016). Conclusiones: Estos resultados indican el beneficio de la temozolomida asociada a RTH en la supervivencia de los pacientes con metástasis cerebrales de melanoma.