L'irradiation des régions cervicale ou axillaire pour cancer peut être à l'origine d'une paralysie du plexus brachial d'apparition tardive. Le diagnostic différentiel entre une plexopathie radique et une plexopathie néoplasique est difficile. Nous rapportons le cas d'une patiente âgée de 38 ans, traitée 22 ans auparavant par radiothérapie pour un ostéosarcome de la tête humérale, ayant consulté pour une paralysie incomplète de la main d'installation rapide. L'examen électrique montrait un bloc de conduction au niveau du faisceau latéral du plexus brachial. Dans ce cas, l'IRM n'a pu conclure entre une plexopathie radio-induite et un envahissement néoplasique. Une échographie-Doppler a permis d'orienter le diagnostic. Le traitement chirurgical a comporté une neurolyse et une épineurotomie du tronc du nerf médian dans les régions brachiale et axillaire. L'examen histologique a confirmé le diagnostic de lésions post-radiques. Les caractéristiques de ce cas sont décrites et mises en perspective avec les données rapportées dans la littérature.