大肠癌的治疗倡导以手术切除为主的综合治疗方案。多数原发肿瘤可作根治性的切除，原则是切除肿瘤所在肠段（包括近侧10cm和远侧7cm范围、相应的肠系膜和所属淋巴结），具体根治切除范围及其手术方式依癌肿所在部位而定。如不能施行根治手术，仍可作姑息性切除，使症状得到缓解，改善患者生存质量。术后5年生存率与大肠癌病理分期密切相关，早期大肠癌术后5年生存率可达80%以上，而中晚期者仅为40%左右。 综合治疗方案包括以5-氟脲嘧淀为首选的化学治疗及放射治疗、热疗等，5-氟脲嘧啶对大肠癌的有效率接近20%，联合用药有MF（5-氟脲嘧啶+甲环亚硝脲）和MOF（丝裂霉素+5-氟脲嘧啶+长春新碱）等方案，有效率可达30%。最近南方医院提出大剂量5-氟脲嘧啶腹腔恒温灌注化疗，可提高术后大肠癌的生存率。
放射治疗多适用于位置较固定的直肠和下段乙状结肠，对于直径＜5cm的高分化腺癌效果好。放疗多在术前进行，亦可在术中和术后进行。腔内放疗具有效果好、副作用少等优点，剂量约为10000 ～15000cGy4～6周。患者接受治疗后局部症状的缓解率可达50%～85%，一般能取得6～8个月的缓解。
热疗作为大肠癌的常规辅助治疗，意见尚不统一，但一些研究表明术前热疗能提高中晚期大肠癌手术切除率。此外，电凝治疗、冷冻治疗、微波治疗、光敏治疗等亦收到一定效果。值得提出的是，大肠癌是一种全身性、慢性消耗性疾病，为提高对化疗、放疗的耐受性，使综合治疗能得以顺利完成，加强支持治疗，改善患者的营养状况，增强体质，进而提高免疫功能，是综合治疗的一个重要环节。
生物免疫治疗是大肠癌治疗的研究方向，例如除传统采用具有免疫功能的制剂进行免疫治疗和免疫疫苗治疗外，目前已开始采用大肠癌患者手术切除标本周简单制备膜抗原包裹于脂质注入大肠癌者体内，可特异激活患者体内免疫活性细胞，杀死残存癌细胞，提高5年生存率。应用大肠癌相关抗原单克隆抗体偶联药物、毒素或放射性核素进行导向化疗和放疗在动物实验中已取得了较大进展，用LAK细胞及肿瘤浸润淋巴细胞等进行过继免疫治疗已试用于临床。此外利用基因转染将细胞因子、抗癌基因、异源表达抗原等导入肿瘤细胞以杀伤或诱导杀伤癌细胞为大肠癌的治疗提供了新的途径。