Karcinom prostaty je nejčastější diagnózou léčenou ve světových protonových centrech. Jedná se též o diagnózu, kde byl protony léčen největší počet pacientů, a to v řádech mnoha desítek tisíc. Důvodem je relativní pravidelnost a malá velikost ozařovaného objemu a stabilita tkání, přes které musí protonový svazek projít (svaly a skelet). Ačkoli se jedná o diagnózu značně diskutovanou v odborné komunitě je nutné sdělit, že v současnosti neexistují randomizované studie srovnávající fotonovou a protonovou radioterapii pro tuto diagnózu. Výsledky mnoha tisíc léčených pacientů hovoří jednoznačně pro protonovou radioterapii.
K dispozici jsou nyní vynikající dlouhodobé výsledky z velkých prospektivních studií a data, která poukazují na vyšší účinnost i bezpečnost protonového ozařování ve srovnání s fotonovým ozařováním (IMRT). Tato data přichází zejména z USA a Japonska, tedy ze zemí, kde má protonová radioterapie nejsilnější zázemí a patří k běžným výkonům. Přesvědčivá data a publikované práce se odrazily také v roce 2018 v aktualizovaných doporučeních Americké společnosti pro radiační onkologii, kdy je protonová radioterapie karcinomu prostaty je podle jejich současných guidelines (NCCN Guidelines v. 4 2018) považována za standardní léčebnou metodu pro karcinom prostaty.
V roce 2016 byla publikována v New England Journal of Medicine zásadní randomizovaná studie hodnotící efektivitu a kvalitu života nemocných s karcinomem prostaty léčených chirurgicky, zářením nebo iniciálně pouze aktivně sledovaných. Studie byla provedena na 1643 pacientech a doba sledování byla 10 let. Studie prokázala, že:
