直肠腺癌的治疗应以外科手术治疗为主。在医生评估具有手术指征后，根据肿瘤的位置、体积大小、分期与恶性程度及患者的控制排便能力等因素，选择局部病灶切除手术、经腹直肠腺癌切除术、腹部会阴联合直肠腺癌根治手术并乙状结肠永久性造口，以及腹腔镜下直肠腺癌根治术等根治性的切除手术方式。若已出现肠梗阻、大量出血等情况时，则选择姑息性的手术治疗方式。此外，直肠腺癌患者手术后根据切除效果及全身的转移情况，辅以全身化疗、放疗或靶向治疗等，以缓解症状、控制肿瘤的进展与复发。
