대장암 항암 치료는 2, 3기 암 세포를 완전 절제한 뒤 암 재발을 막기 위해 하는 보조 항암 치료와 전이, 재발 등으로 수술이 불가능해 증상 완화나 생존기간 연장을 목표로 하는 완화 항암 치료로 나뉜다.
보조 항암 치료의 기간은 보통 6개월이다. 이후 정기적인 검사를 통해 암 재발, 전이 여부를 관찰하는데 이 치료의 효과는 즉각 확인할 수 없다. 치료 후 암 재발 여부를 통해 효과가 있는지 여부를 판단하게 되는데, 정기적인 검사를 통해 추적관찰이 필요한 것은 그 때문이다. 보조 항암 치료든 완화 항암 치료든 1차 치료는 세포독성항암제를 쓰는 게 일반적이다. 1차 치료에는 옥살리플라틴, 이리노테칸(CPT-11), 플루오로우라실(5-FU) 등 항암제 3종과 항암제의 독성을 약화시켜주는 류코보린을 함께 쓴다. 이를 폴피리녹스 요법이라고 부른다. 대장암 유전자 분석을 거쳐 암 세포만 효과적으로 공격하는 치료도 있다. 암세포는 급속 성장 과정에서 영양 공급을 받는 혈관을 만드는데, 이를 차단하는 혈관신생억제제, 표피성장인자수용체 억제제 같은 표적 치료제를 단독으로 쓰거나 세포독성항암제와 함께 쓰기도 한다.
대장암 치료에 쓰이는 표적 항암제로는 얼비툭스(성분명: 세툭시맙), 아바스틴(성분명: 베바시주맙), 카페시타빈, 스티바가(성분명: 레고라페닙), 론서프(트리플루리딘과 티피라실의 복합제제) 등이 있다. 세포독성항암제 위주의 1차 치료가 듣지 않을 경우 2차 치료에 주로 쓰는 약이다. 스티바가와 론서프는 먹는 항암제다. 표적 항암제는 세포독성항암제보다 부작용이 줄었다고 하지만, 완전히 없는 것은 아니며 약제 내성 때문에 치료 효과가 무한정 나타나는 것은 아니라는 단점이 존재한다.
면역 항암제로는 키트루다(성분명: 펨브롤리주맙)가 수술이 불가능하거나 전이된 대장암 1차 치료제로 승인을 받았지만, MSI-H(고빈도-현미부수체 불안정성) 또는 dMMR(불일치 복구결함) 바이오마커가 있는 경우에만 어느 정도 치료 효과가 있는 것으로 확인됐다.