目的基于临床病理特征、血清肿瘤标志物及炎症因子构建晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者死亡风险的预测模型，并验证模型的准确性和有效性。方法以该院2020年4月至2023年10月确诊并治疗的晚期NSCLC患者作为研究对象，持续随访至2024年11月30日，根据患者生存情况划分为死亡组(n=96)和存活组(n=72)。对比两组患者一般资料及临床病理特征、血清肿瘤标志物、血浆炎症因子水平及差异，随后采用Kaplan-Meier法进行生存分析。通过Cox回归分析筛选晚期NSCLC患者死亡风险相关危险因素。基于各危险因素构建晚期NSCLC患者死亡风险列线图模型。通过校准曲线评估晚期NSCLC患者死亡的风险概率与实际风险概率的一致性。绘制受试者工作特征(ROC)曲线评估该预测模型的预测效能，通过决策曲线分析(DCA)评估模型的实际应用价值。结果纳入的168例NSCLC患者总生存率为42.86%(72/168)，中位生存时间为12个月。死亡组平均年龄、东部肿瘤协作组（ECOG）评分、肿瘤最大径≥3 cm占比、淋巴结转移占比、Ⅳ期临床分期占比、鳞癌占比、低分化占比、血清癌胚抗原(CEA)、细胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、胃泌素释放肽前体(ProGRP)、血管内皮生长因子(VEGF)、巨噬细胞移动抑制因子(MIF)水平均显著高于存活组(P<0.05)，白细胞介素-18(IL-18)水平显著低于存活组(P<0.05)；Cox回归分析显示，年龄［HR=1.020(95%CI：1.002~1.049)］、ECOG评分［HR=1.718(95%CI：1.092~2.726)］、淋巴结转移［HR=1.578(95%CI：1.112~2.497)］、ProGRP［HR=1.025(95%CI：1.010~1.040)］、VEGF［HR=1.007(95%CI：1.002~1.012)］、MIF［HR=1.041(95%CI：1.009~1.085)］均为晚期NSCLC患者死亡的独立危险因素(P<0.05)，IL-18［HR=0.987(95%CI：0.978~0.996)］为晚期NSCLC患者死亡的独立保护因素(P<0.05)；列线图模型对晚期NSCLC患者1、2、3年死亡风险概率与实际风险概率的拟合度较高；ROC曲线分析表明，该列线图模型预测晚期NSCLC患者1、2、3年死亡风险的曲线下面积(AUC)分别为0.833(95%CI：0.755~0.911)、0.800(95%CI：0.726~0.875)、0.791(95%CI：0.651~0.930)；DCA结果表明，风险阈值概率在0.20~0.90、0.15~0.85、0.20~0.85时，该列线图模型预测晚期NSCLC患者1、2、3年死亡风险具有净获益值。结论年龄、ECOG评分、淋巴结转移、ProGRP、VEGF、MIF均为晚期NSCLC患者死亡的独立危险因素，IL-18为晚期NSCLC患者死亡的独立保护因素，基于上述临床病理特征、血清肿瘤标志物及炎症因子构建的预测模型可有效预测晚期NSCLC患者的死亡风险。