关节炎不同时期治疗的方法也有所差异。早期膝关节炎的患者应避免过度的负重活动，例如爬山、长时间行走等，活动时如果出现膝关节酸胀不适感，应及时休息，待症状缓解以后再行走。锻炼下肢肌肉力量，肌肉力量增加可增加行走时的缓冲作用，减轻膝关节软骨的撞击损伤，股四头肌锻炼方法有：静蹲、端腹、坐位伸膝等；小腿肌肉及足底肌肉锻炼方法有：抬脚跟站力以及走猫步。避免膝关节着凉，冬天时可带护膝保暖，睡觉时要盖好膝关节。
膝关节局部进行理疗、热敷、外用活血止痛膏，可改善膝关节局部血液循环，促进代谢产物的排出。早期口服的药物有氨糖类药物，例如盐酸氨基葡萄糖胶囊和硫酸氨基葡萄糖胶囊等等。对于中度骨性关节炎患者除上述的治疗方法以外，还要进行膝关节腔内注射玻璃酸钠，每周注射一次，五周一个疗程，每年可重复1-2个疗程，玻璃酸钠既可以起到滋养关节软骨的作用，又能对关节软骨起到润滑的作用，减轻摩擦造成的软骨损伤。
还可以进行膝关节镜手术治疗，关节镜为微创手术，可以清理膝关节内的软骨碎屑、增生的滑膜、摘除游离体、修整关节软骨以及磨损的半月板，关节镜手术可以减轻疼痛，延缓关节退变的速度。
对于重度的骨性关节炎患者，关节畸形，活动范围下降，需要进行切开手术治疗，目前最佳的手术方式为膝关节置换术，术后经过康复锻炼，患者可以正常行走。不能接受膝关节置换术和膝关节置换术失败的患者可以做膝关节融合术。