Rak prostaty to najczęstsza diagnoza leczona w światowych centrach terapii protonowej. Jest to również diagnoza, w której największa liczba pacjentów była leczona protonami, liczona w dziesiątkach tysięcy. Wynika to ze względnej regularności i niewielkich rozmiarów napromienianej objętości oraz stabilności tkanek, przez które musi przejść wiązka protonów (mięśnie i szkielet). Chociaż jest to diagnoza obszernie dyskutowana w środowiskach lekarskich, obecnie nie istnieją zrandomizowane opracowania porównawcze terapii fotonowej i protonowej dla tej diagnozy. Wyniki wielu tysięcy leczonych pacjentów jednoznacznie przemawiają za radioterapią protonową.
Obecnie dostępne są doskonałe długoterminowe wyniki dużych badań prospektywnych oraz dane wskazujące na wyższą skuteczność i bezpieczeństwo napromieniania protonowego w porównaniu z napromienianiem fotonowym (IMRT). Dane te pochodzą w szczególności z USA i Japonii, czyli krajów, w których radioterapia protonowa ma najlepsze zaplecze i jest zabiegiem powszechnym.
Przekonujące dane i opublikowane prace znalazły również odzwierciedlenie w zaktualizowanych w 2018 r. zaleceniach Amerykańskiego Towarzystwa Radioterapii Onkologicznej, w których radioterapia protonowa raka prostaty jest obecnie uważana za standardowe leczenie zgodnie z ich aktualnymi wytycznymi (Wytyczne NCCN v. 4 2018) jest uważana za standardową metodę leczenia raka prostaty.
W 2016 r. w New England Journal of Medicine opublikowano duże randomizowane badanie oceniające skuteczność i jakość życia pacjentów z rakiem prostaty leczonych chirurgicznie, radioterapią lub początkowo tylko aktywnie monitorowanych. Badanie przeprowadzono na 1643 pacjentach, a okres obserwacji wynosił 10 lat. Badanie wykazało, że: