Tràn dịch màng phổi gặp trong 23,4% số BN nghiên cứu. Có nhiều nguyên nhân khác nhau có thể dẫn tới tràn dịch màng phổi ở BN UTP như do di căn màng phổi, do tắc nghẽn bạch mạch ở rốn phổi hoặc do viêm phổi kết hợp. Tràn dịch màng phổi được coi là ác tính khi tìm thấy tế bào ung thư trong dịch màng phổi, khi đó BN được xếp loại giai đoạn IV với M1a theo bảng phân loại TNM 7. Nói chung, bệnh nhân UTP mà có tràn dịch màng phổi thì tiên lượng thường kém, ngay cả khi không tìm thấy tế bào ác tính trong dịch màng phổi. Sugiura và cs (1997) nghiên cứu 187 BN UTP giai đoạn IIIB (theo phân loại TNM 6) thấy rằng thời gian sống thêm ở các BN giai đoạn IIIB có tràn dịch màng phổi thì ngắn hơn so với các BN không có tràn dịch màng phổi. Song khi chia nhóm BN có tràn dịch màng phổi thành hai nhóm có tế bào ác tính trong dịch màng phổi và nhóm không thấy tế bào ác tính trong dịch màng phổi các tác giả không thấy có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về thời gian sống thêm [121]. Mặc dù vậy đối với các BN UTP giai đoạn sớm, tràn dịch màng phổi không kèm theo tế bào ác tính không phải là chống chỉ định phẫu thuật.
Tràn khí màng phổi tự phát là dấu hiệu rất hiếm gặp trong UTP, trong số BN nghiên cứu chúng tôi chỉ gặp duy nhất 1 trường hợp chiếm tỉ lệ 0,7%, phổi bị tràn khí nằm cùng bên với khối u. Trong báo cáo của Lai và CS (1992), trong vòng 10 năm tại cơ sở của tác giả chỉ gặp 18 trường hợp tràn khí màng phổi nguyên phát trong 5567 trường hợp UTP [72]. Steinhouslin và cs (1985) thống kê trên 338 trường hợp tràn khí màng phổi tự phát thấy có 6 trường hợp UTP [119]. Tsukamoto và cs (1995) hồi cứu 180 trường hợp tràn khí màng phổi tự phát trong 12 năm thấy có 8 trường hợp UTP, tất cả đều có bên tràn khí trùng với bên có khối u phổi. 4 trong 8 trường hợp được phẫu thuật cắt phổi. Nghiên cứu trên giải phẫu bệnh các tác giả kết luận các nguyên nhân gây tràn khí màng phổi ở BN UTP gồm: 1-xâm lấn trực tiếp của tổ chức u vào màng phổi, 2- vỡ vào khoang màng phổi các phế nang bị giãn ở phía
ngoại vi của phế quản bị hẹp do u, 3- vỡ vào khoang màng phổi các phế nang thông khí bù cho phần phổi bị xẹp do u, 4- vô căn [132].