Um die Gerinnselbildung im Vorhof zu vermeiden, werden daher häufig Patienten mit Vorhofflimmern langfristig antikoaguliert, d.h. die Gerinnbarkeit des Blutes wird durch Medikamente gehemmt. Diese Medikamente können zwar das Risiko von Schlaganfällen senken, erhöhen aber auch das Risiko von Blutungen. Die Blutungen können in allen Organen auftreten. Blutungen können leichtgradig sein (z. B. Nasenbluten) oder aber gefährlich (z. B. Magenblutung oder Gehirnblutung). Eine schwere Blutung mit hohem Wiederholungsrisiko stellt eine Gegenanzeige gegen die Fortführung der Antikoagulation dar. In diesem Fall stellt der Verschluss des Vorhofohres daher eine Möglichkeit dar (siehe unten).
Das Vorhofflimmern kann durch medikamentöse Therapie mit Antiarrhythmika in den Sinusrhythmus konvertiert werden. Diese Medikamente werden dann beibehalten, entweder um den Sinusrhythmus zu erhalten oder die Flimmerfrequenz zu senken. Sollte mit Antiarrhythmika die Durchbrechung des Vorhofflimmerns nicht gelingen, so kann mit einer elektrischen Kardioversion unter Kurznarkose der Sinusrhythmus erzwungen und daraufhin mit Medikamenten erhalten werden.
Springt das Vorhofflimmern doch immer wieder zurück, so kann schließlich mittels Elektroherzkatheter eine elektrische Ablation (Verödung) der Stellen in der linken Vorkammer durchgeführt werden. Keine der vorgenannten Methoden hat eine 100-prozentige Wirksamkeit, mit keinem Verfahren kann die Aufrechterhaltung des Sinusrhythmus garantiert werden. Deshalb wird sicherheitshalber in der Regel die orale Antikoagulation lebenslang beibehalten.