直肠癌放疗副作用有局部性损伤和全身性损伤，局部性损伤有放射性肠炎，主要是在放射中后期出现，患者会感到腹部不适，进食或饮水后加重，严重时可出现肠梗阻。
第二个局部性损伤是放射性皮炎，在放射初期可见皮肤发红、发痒，类似日晒性皮炎改变，放射中期皮肤色素沉着，变厚粗糙，毛孔粗黑，放射后期可在皮肤皱褶处出现湿性蜕皮，局部皮肤浮肿，严重时出现水泡，继而破溃糜烂，甚至出现溃疡。
直肠癌放疗出现全身不良反应，有消化道反应，放疗初期患者常感出现口干、大便干燥，在放疗中后期患者可发生食欲减退、恶心、呕吐，以及骨髓抑制。表现为全身乏力，血液学检查发现白细胞总数下降。