Resumo Introdução O manejo das complicações da irradiação do tecido da cabeça e pescoço é uma questão desafiadora para o otorrinolaringologista. O tratamento definitivo dessas complicações ainda é controverso. Recentemente, a oxigenoterapia hiperbárica tem sido uma opção promissora para essas complicações. Objetivo Nesse estudo foram usados métodos bioquímicos e histopatológicos para investigar a eficácia do oxigênio hiperbárico contra os efeitos inflamatórios da radioterapia no sangue e nos tecidos laríngeos, quando a radioterapia e oxigênio hiperbárico são administrados no mesmo dia. Métodos Trinta e dois ratos Wistar albinos foram divididos em quatro grupos. O grupo controle nao recebeu tratamento, o grupo de oxigenio hiperbarico recebeu apenas oxigenoterapia hiperbarica, o grupo de radioterapia recebeu apenas radioterapia e o grupo de radioterapia com oxigenio hiperbarico recebeu ambos os tratamentos no mesmo dia. Resultados Foram realizadas avaliaçoes histopatologicas e bioquimicas dos especimes. Os niveis sericos de fator de necrose tumoral-α, interleucina-1β e inflamaçao tecidual foram significativamente maiores no grupo de radioterapia do que no grupo de radioterapia mais oxigenio hiperbarico, enquanto que a interleucina-10 foi maior no grupo de radioterapia mais oxigenio hiperbarico. Conclusão Quando a radioterapia e o oxigênio hiperbárico são administrados no mesmo dia, as citocinas inflamatórias e a inflamação tecidual podem ser reduzidas no período inicial da radiação.