化療引起的副作用不僅局限于直腸癌，在所有瘤種中，只要應用化療藥物就會出現無差別殺傷，既會殺傷腫瘤細胞、癌細胞，也殺傷正常免疫細胞。患者在應用化療藥物后，會出現白細胞下降，因而免疫力差，繼發感染幾率會增加；因為紅細胞受到殺傷而死亡會出現貧血情況；因為血小板也被化療藥物殺傷而死亡，可出現血小板降低情況，而血小板下降容易引起繼發性出血。 除此之外，藥物經過肝臟、腎臟代謝，可影響肝臟與腎臟功能，統稱為肝腎功能損害。另外，化療藥有神經毒性，部分病人應用化療藥物后出現手麻、腳麻、口周麻木。結直腸癌治療領域有特殊副作用，如患者本來是消化系統腫瘤，化療后消化道功能會進一步受到影響，因此可能會出現腹瀉、嘔吐、腸道痙攣等一系列與其它癌腫不一樣的化療后反應。