目的分析晚期胃癌患者血清乳酸脱氢酶（LDH）、癌胚抗原（CEA）、糖类抗原724（CA724）水平及其对晚期胃癌化疗效果的预测价值。方法选取2018年9月至2023年6月该院收治的80例晚期胃癌患者作为研究组，另选同期该院收治的70例早期胃癌患者作为对照组。比较研究组化疗前与对照组血清LDH、CEA、CA724水平；比较研究组不同临床病理特征患者化疗前血清LDH、CEA、CA724水平。研究组接受3个周期化疗后评估疗效，比较化疗敏感（完全缓解、部分缓解）与化疗耐药（疾病稳定、进展）患者化疗前、后血清LDH、CEA、CA724水平及变化值（以△表示对应指标化疗前后变化值的绝对值）。采用多因素Logistic回归分析晚期胃癌患者化疗效果的影响因素。绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析化疗前血清LDH、CEA、CA724预测晚期胃癌患者化疗耐药的价值。结果研究组化疗前血清LDH、CEA、CA724水平均高于对照组（P＜0.05）。低分化/未分化晚期胃癌患者化疗前血清LDH、CEA、CA724水平均高于中高分化患者（P＜0.05），肿瘤最大径≥5 cm晚期胃癌患者化疗前血清LDH、CEA、CA724水平均高于肿瘤最大径＜5 cm晚期胃癌患者（P＜0.05），发生肝脏转移患者化疗前血清LDH、CEA、CA724水平均高于未发生肝脏转移患者（P＜0.05）。研究组化疗3个周期后，化疗敏感37例，化疗耐药43例；化疗耐药患者化疗前、后血清LDH、CEA、CA724水平均高于化疗敏感患者，△LDH、△CEA、△CA724小于化疗敏感患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析结果显示，化疗前血清LDH、CEA、CA724水平升高均为晚期胃癌患者化疗耐药的独立危险因素（P＜0.05）。ROC曲线分析结果显示，化疗前血清LDH、CEA、CA724单独预测化疗耐药的曲线下面积（AUC）分别为0.814（95%CI：0.727～0.891）、0.796（95%CI：0.694～0.872）、0.750（95%CI：0.647～0.836），化疗前血清LDH、CEA、CA724联合预测化疗耐药的AUC为0.923（95%CI：0.848～0.969），3项联合预测的AUC明显大于血清LDH（Z=1.871，P=0.042）、CEA（Z=2.013，P=0.033）、CA724（Z=2.352，P=0.016）单独预测的AUC。结论晚期胃癌患者血清LDH、CEA、CA724水平明显升高，且与化疗效果密切相关，化疗前血清LDH、CEA、CA724联合检测能为临床预测化疗效果提供可靠依据。