Karcinóm prostaty je najčastejšou diagnózou liečenou vo svetových protónových centrách. Ide tiež o diagnózu, kde bol protóny liečený najväčší počet pacientov, a to rádovo mnoho desiatok tisíc. Dôvodom je relatívna pravidelnosť a malá veľkosť ožarovaného objemu a stabilita tkanív, cez ktoré musí protónový zväzok prejsť (svaly a skelet). Hoci ide o diagnózu značne diskutovanú v odbornej komunite, je potrebné oznámiť, že v súčasnosti neexistujú randomizované štúdie porovnávajúce fotónovú a protónovú rádioterapiu pre túto diagnózu. Výsledky mnoho tisíc liečených pacientov hovoria jednoznačne pre protónovú rádioterapiu.
K dispozícii sú teraz vynikajúce dlhodobé výsledky z veľkých prospektívnych štúdií a dáta, ktoré poukazujú na vyššiu účinnosť aj bezpečnosť protónového ožarovania v porovnaní s fotónovým ožarovaním (IMRT). Tieto dáta prichádzajú najmä z USA a Japonska, teda z krajín, kde má protónová rádioterapia najsilnejšie zázemie a patrí k bežným výkonom. Presvedčivé dáta a publikované práce sa odrazili aj v roku 2018 v aktualizovaných odporúčaniach Americkej spoločnosti pre radiačnú onkológiu, kedy je protónová rádioterapia karcinómu prostaty je podľa ich súčasných guidelines (NCCN Guidelines v. 4 2018) považovaná za štandardnú liečebnú metódu pre karcinóm prostaty.
V roku 2016 bola publikovaná v New England Journal of Medicine zásadná randomizovaná štúdia hodnotiaca efektivitu a kvalitu života chorých s karcinómom prostaty liečených chirurgicky, žiarením alebo iniciálne iba aktívne sledovaných.Štúdia bola vykonaná na 1643 pacientoch a doba sledovania bola 10 rokov. Štúdia preukázala, že: