Tiêu chuẩn LTE chỉ hỗ trợ chuyển mạch gói với mạng toàn IP của nó. Các cuộc gọi thoại trong GSM, UMTS và CDMA2000 là chuyển mạch kênh, do đó với việc thông qua LTE, các nhà khai thác mạng sẽ phải tái bố trí lại mạng chuyển mạch kênh của họ.[20] Có 3 cách tiếp cận khác nhau hiện nay để tái bố trí lại mạng chuyển mạch kênh cho các nhà mạng:

• VoLTE (Voice Over LTE – Thoại trên nền LTE): Hướng này dựa trên mạng Phân hệ đa phương tiện IP (IMS).
• CSFB (Circuit Switched Fallback – Dự phòng chuyển mạch kênh): Trong hướng này, LTE chỉ cung cấp dịch vụ dữ liệu, và khi có cuộc gọi thoại, LTE sẽ trở lại miền CS (chuyển mạch kênh). Khi sử dụng giải pháp này, các nhà mạng chỉ cần nâng cấp các MSC (trung tâm chuyển mạch di động) thay vì phải triển khai IMS, do đó có thể cung cấp các dịch vụ một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, nhược điểm là trễ thiết lập cuộc gọi dài hơn.
• SVLTE (Simultaneous Voice and LTE – Thoại và LTE đồng thời): Trong hướng này, điện thoại làm việc đồng thời trong chế độ LTE và CS, với chế độ LTE cung cấp các dịch vụ dữ liệu và chế độ CS cung cấp dịch vụ thoại. Đây là một giải pháp hoàn toàn dựa vào máy di động, nó không có yêu cầu đặc biệt về mạng và không yêu cầu phải triển khai IMS. Nhược điểm của giải pháp này là điện thoại có thể đắt hơn do tiêu thụ công suất nhiều hơn.

Một cách tiếp cận bổ sung khác không được khởi xướng bởi các nhà khai thác, đó là sử dụng các dịch vụ nội dung trên đỉnh (Over-the-top content - OTT), nó dùng các ứng dụng như Skype và Google Talk để cung cấp dịch vụ thoại LTE. Tuy nhiên, hiện tại và trong tương lai gần, các dịch vụ gọi thoại vẫn sẽ là nguồn lợi nhuận chính cho các nhà khai thác di động. Vì vậy, chuyển dịch vụ thoại LTE hoàn toàn sang cho OTT dự kiến sẽ không nhận được sự hỗ trợ quá nhiều trong ngành công nghiệp viễn thông.[21]

Hầu hết các hãng ủng hộ chính của LTE lại quan tâm và thúc đẩy VoLTE ngay từ lúc bắt đầu. Tuy nhiên, việc thiếu hỗ trợ phần mềm trong các thiết bị LTE đầu tiên cũng như các thiết bị mạng lõi dẫn đến một số hãng ủng hộ VoLGA (Voice over LTE Generic Access – Thoại trên nền LTE thông quan mạng truy nhập chung) như một giải pháp tạm thời.[22] Ý tưởng là sử dụng một số nguyên lý như GAN (Generic Access Network – Mạng truy nhập chung, còn gọi là UMA hay Unlicensed Mobile Access – Truy nhập di động không được cấp phép), trong đó xác định các giao thức thông qua một chiếc điện thoại di động có thể thực hiện các cuộc gọi thoại qua kết nối Internet của khách hàng, thường là qua mạng LAN không dây. Tuy nhiên VoLGA chưa bao giờ nhận được hỗ trợ nhiều, vì VoLTE (IMS) hứa hẹn các dịch vụ linh hoạt hơn nhiều, mặc dù chi phí để nâng cấp toàn bộ cơ sở hạ tầng cho thoại có thể lớn hơn. VoLTE cũng sẽ yêu cầu Cuộc gọi thoại vô tuyến đơn liên tục (SRVCC) để có thể thực hiện trơn tru một sự chuyển giao tới một mạng 3G trong trường hợp chất lượng tín hiệu LTE yếu.[23]

Trong khi ngành công nghiệp có vẻ như thực hiện tiêu chuẩn hóa VoLTE cho tương lai, nhưng nhu cầu cho các cuộc gọi thoại ngày nay dẫn tới các nhà khai thác mạng LTE phải đưa vào CSFB như một biện pháp tạm thời. Khi diễn ra một cuộc gọi thoại, điện thoại hỗ trợ LTE sẽ dùng các mạng 2G và 3G cũ hơn trong thời gian diễn ra cuộc gọi.

Full-HD Voice

Fraunhofer IIS đã đề xuất và trình diễn Full-HD Voice, nhờ bộ codec AAC-ELD (Advanced Audio Coding – Enhanced Low Delay) dùng cho máy di động hỗ trợ LTE.[24] Trước đây các bộ codec thoại của điện thoại di động chỉ hỗ trợ đến tần số 3,5 kHz và các dịch vụ âm thanh băng rộng HD Voice lên tới 7 kHz, Full-HD Voice hỗ trợ toàn bộ băng thông từ 20 Hz tới 20 kHz. Đối với các cuộc gọi Full-HD Voice đầu cuối tới đầu cuối, yêu cầu cả điện thoại của người gọi và người nhận cũng như mạng phải hỗ trợ tính năng này.[25]