一部分直肠癌的病人可以进行化疗，而化疗也是治疗一部分直肠癌一个重要的治疗办法。比如在接受了根治性手术切除的直肠癌病人，如果同时伴有淋巴结转移，就需要在术后进行辅助的化疗。
而晚期直肠癌的病人常伴有肝脏、肺脏、骨骼等远处器官的转移，这个时候化疗是治疗晚期直肠癌的一个重要的治疗手段。有的时候还可以将化疗与靶向药物进行联合的使用，共同控制晚期直肠癌病情的进展速度，延长病人的生存期。
晚期的直肠癌常采用的是综合的治疗手段。