変形性膝関節症では、重度に進行した場合を除いて、まず保存治療方法を行います。まず、膝の関節や筋肉への負担を軽減させ、その効果をチェックするために、体重を減らします。
もちろん痩せている方であれば体重を減らす必要はありませんので、他の方法を試行しますが、変形性膝関節症になる方のほとんどは肥満傾向が強かったり、おなかが出ていたりする場合が顕著です。
肥満を解消したら痛みが無くなった、という例も少なくありません。この場合、単に重さが原因だったというよりも、肥満の解消によって体の様々な部位の改善がもたらしたものと考えられます。
また、太股の筋肉、特に大腿四頭筋（だいたいしとうきん）の訓練も重要です。変形性膝関節症では、肥満やストレスの影響から、この筋肉が衰えてしまっている方がほとんどです。また、膝関節の安定を改善し、関節水腫の治癒も期待されます。
変形性膝関節症治療の装具療法では、膝にサポーターを装着し、動作をサポートすることや、足底板を用いて、O脚を矯正することなどを試行します。これらの方法は、患者さんが特に意識することもなく自然に身につけていくことができるため、特に高齢者の患者さんにとっては有用です。
理学療法では、電気などを使って患部を温め、血行を高めて変形性膝関節症の自然治癒を期待します。一時的な緩和策である場合もありますが、すっかりよくなるという例も少なくありません。
通常、少なくとも一ヶ月は継続させます。その他には内服薬や外服薬、注射などの投与によって変形性膝関節症の痛みを軽減させることを試行しますが、投与のしすぎには常に注意しなければなりません。
これらの保存治療方法をアプローチしても効果が無い場合、変形性膝関節症の手術を検討します。主な手術法である高位脛骨骨切り術は、まだ変形を起こしていない状態で、関節面が残っているケースに多く用いられます。
また、変形が重度の場合、人工関節全置換術が適用されます。侵襲性が高くなりますが、技術と設備が整っていれば、効果はかなり高い方法です。