綠膿桿菌天生對大部分抗生素有抗藥性，而且能快速地產生抗藥性突變。一般結合兩種抗生素(氨基糖苷類抗生素，β-內酰胺類抗生素或喹諾酮類抗生素)采用進取的抗菌治療。一般治療須由實驗室敏感性協助治療，而非只憑經驗選擇抗生素的種類。若已經使用了抗生素，其繁殖情況必須盡力了解及經常檢討抗生素的效用。
能有效對抗綠膿桿菌的抗生素包括：
氨基糖苷類抗生素（慶大霉素、丁胺卡那霉素、妥布霉素）
喹諾酮（環丙沙星及可樂必妥，但不包括莫西沙星）
頭孢菌素（頭孢他啶、頭孢吡肟、頭孢匹羅，但不包括頭孢呋辛、頭孢三嗪、頭孢噻肟酸）
哌拉西林、替卡西林（綠膿桿菌本質上能抵抗所有其他的青霉素）
碳青霉烯（多尼培南、美羅培南、亞安培南，但不包括厄他培南）
氨曲南
除了氟奎諾酮外，所有以上的抗生素必須是經注射使用。所以在某些醫院嚴格禁止使用氟奎諾酮，避免綠膿桿菌發展出相應抗藥性。