化疗是通过口服或者血管注射药物来治疗肿瘤。这些药物随着血流到达人体各个部分发挥抗癌作用，在某些转移性肿瘤中效果尤为明显。但是，胆囊癌似乎对化疗不敏感，正式由于这个原因，化疗并没有广泛用来治疗这种癌症。
单独使用化疗并不能够治愈胆囊癌，如果没有外科手术或者放疗，化疗并不能增加胆囊癌的生存率。因此，化疗通常作为一种辅助疗法来增强其他疗法特别是手术的疗效。
有些研究发现某些化疗药物如丝裂霉素或者其与5-fu或多柔比星联合使用时，丝裂霉素能缩小胆囊癌。但是肿瘤缩小50%或以上的比率很小。因此，大多数医生并不推荐化疗与手术连用。最近，医生们报道一些新的成功联合用药方案，吉西他滨和顺铂卡培他滨联合应用。
医生们发现在与放疗联合应用时化疗效果更佳。不管有没有进行手术，这些联合治疗均能在短时期内控制胆囊癌。目前有更多的研究在计划这些或类似的联合用药方案。
直接肝动脉输注(把药物直接注射肝动脉)能把一些化疗药物带到肝脏，这种方案对于那些不能通过外科切除的癌症病人效果较好，能延长病人生命。
化疗药物在杀灭肿瘤细胞的同时也能杀灭正常细胞，因此能产生很多副作用。副作用主要依据药物种类，用药剂量，治疗时间而定。短时间的副作用包括恶心和呕吐，没有胃口，掉头发和口腔溃疡。由于化疗药物能损伤造血细胞比如骨髓细胞，病人的血细胞也会降低，这能增加病人感染机会(因为血液白细胞减少)，出血，或者在擦伤或很小的创伤之后流血不止(由于血液血小板减少)，虚弱(血液红细胞减少)。
由于上述原因，医生需要谨慎的给病人开药，以便选择一个合适的药物和剂量尽量减少副作用。大多数副作用在停药后会消失，对于这些暂时性副作用也有很多补救措施。例如，抗吐药物能预防或减少恶心呕吐。