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近年来，由于内镜治疗技术的进步，部分癌前病变和早期大肠癌可以在内镜下治疗。对没有淋巴结转移或淋巴结转移风险极低、内镜下即可完整切除、残留和复发风险低的早期大肠癌，仅内镜下切除即能达到根治效果。相比传统外科手术，内镜下切除创伤小，并发症少，恢复快，费用低，更容易被人接受。术前判断已经浸润至黏膜下深层或固有肌层，或有淋巴结转移甚至远处转移的病人，不适合内镜下治疗。另外，如果内镜下切除术后的病理报告显示存在肿瘤残留、转移的高危因素，则需要进行补救性外科手术治疗。
内镜下无法处理的早中期大肠癌的治疗以外科手术为主，遵循肿瘤外科原则，切除相应肠段并清扫相关淋巴结。随着科技的进步，大肠癌的手术也从传统“开大刀”的开腹手术，转变为更加精细的微创腹腔镜手术或更先进的机器人手术。这些微创手术在腹腔内的操作范围与传统开腹手术没有区别，根治效果与传统开腹手术相当。微创手术切口更小，不仅美观，切口相关并发症的发生率也会降低；病人术后疼痛更轻，恢复更快，住院时间更短。目前，微创手术已成为结直肠手术的主流。
机器人手术，即医生通过操控精密的机器人系统完成大肠癌切除术，比腹腔镜手术更微创。尤其对直肠所在的盆腔这样位置较深且狭窄的手术区域，机器人手术系统能提供高清的手术视野，灵活性和稳定性远超人手的机械臂能够深入到人体内部，进行细微而精确的操作，显著提高手术成功率。研究表明，机器人手术较腹腔镜手术能够显著提高保肛成功率，减少肿瘤残留，提高根治效果并加快术后康复。
手术后的病理检查十分重要，医生会根据病理报告中的肿瘤局部浸润深度、淋巴结转移情况对肿瘤发展阶段进行综合评估，获得精准的肿瘤分期，进而指导术后随访及治疗方案的选择。