直肠癌的主要临床症状为便血、排便习惯的改变及梗阻。癌肿部位较低、粪块较硬者，易受粪块摩擦引起出血，多为鲜红或暗红色，不与成形粪便混和或附于粪柱表面，被误诊为“痔”出血。病灶刺激和肿块溃疡的继发性感染，不断引起排便反射，易被误诊为“肠炎”或“菌痢”。癌肿环状生长者，导致肠腔缩窄，早期表现为粪柱变形、变细，晚期表现为不全性梗阻。
血常规、生化全项（肝肾功能+血清铁）、大便常规+便潜血等化验检查，有助于了解患者有无缺铁性贫血、肝肾功能等基本情况。进行血肿瘤标记物癌胚抗原（CEA）检测，有助于肿瘤的诊断。在大肠癌患者中，CEA水平高并不表示均存在远处转移；有少数转移瘤患者，CEA并不增高。
结肠镜检查是将纤维结肠镜伸入到结肠起始部位回盲部，检查结肠和直肠肠腔，并在检查过程中进行活检和。结肠镜检查比钡剂灌肠X射线更准确，尤其对结肠小息肉，通过结肠镜摘除并行病理学确诊。良性息肉摘除可预防其转变为结直肠癌，癌性息肉有助于明确诊断和。
直肠癌根治性的基础是手术。直肠手术较结肠困难。常见手术方式有：经肛门切除术（极早期近肛缘）、直肠全系膜切除手术、低位前切术、经腹肛门括约肌腹会阴联合切除。对于Ⅱ、Ⅲ期直肠癌，建议术前行放射、化学，缩小肿瘤，降低局部肿瘤期别,再行根治性手术。