Des programmes de dépistage réguliers sont d'une grande importance pour le diagnostic précoce du cancer du rectum. Chez les personnes ne présentant aucun facteur de risque, commencer des dépistages de routine à 50 ans est d'une importance capitale pour une détection précoce. Pour les personnes présentant des facteurs de risque, l'âge de début du dépistage peut être avancé. Fréquemment, le diagnostic de cancer du rectum est posé lors d'examens effectués suite à des symptômes tels que des saignements rectaux ou une anémie ferriprive inexpliquée.

La coloscopie est la méthode la plus couramment utilisée pour les programmes de dépistage et le diagnostic définitif. Pendant une coloscopie, de petits échantillons de tissu (biopsies) sont prélevés dans les zones suspectes. L'examen pathologique de ces échantillons de biopsie en laboratoire est l'étape fondamentale pour confirmer un diagnostic de cancer du rectum.