一般在临床上应对大便出血的病人予以高度警惕，不要轻率地诊断为“痢疾”、“内痔”等，必须进一步检查以排除癌肿的可能性。对直肠癌的早期诊断，必须重视直肠指检、直肠镜或乙状结肠镜等检查方法的应用。通过镜检可获得病理诊断。
1、直肠指检
是诊断直肠癌的必要检查步骤。约80%的直肠癌患者就诊时可通过直肠指检被发现。可触及质硬、凹凸不平肿块；晚期可触及肠腔狭窄，肿块固定。指套见含粪的污浊脓血。
2、直肠镜检
直肠指检后应再作直肠镜检查，在直视下协助诊断，观察肿块的形态、上下缘以及距肛门缘的距离，并采取肿块组织作病理切片检查，以确定肿块性质及其分化程度。位于直肠中、上段癌肿，手指无法触到，采用乙状结肠镜检是一种较好的方法。
3、钡剂灌肠、纤维结肠镜检
对直肠癌的诊断帮助不大，故不列为常规检查，仅为排除结肠直肠多发性肿瘤时应用。
4、盆腔磁共振检查（MRI）
了解肿瘤的部位，以及与周围邻近结构的关系，有助于术前临床准确的分期，制定合理的综合治疗的策略，例如：先手术还是先放疗？
5、腹盆腔CT
可了解肿瘤的部位、与邻近结构的关系、直肠周围及腹盆腔其他部位有无转移。对直肠癌的分期很重要。
6、胸部CT或胸部X线检查
了解肺部、胸膜、纵隔淋巴结等有无转移。
