הבילירובין הישיר הוא הסיכום של בילירובין מצומד ודלתא בילירובין. משתמשים בו לאיבחון של מחלות כבד ודרכי מרה. עליה בבילירובין ישיר נמצא במחלות חוץ כבדיות וכן בחסימה של דרכי המרה. הגורמים הכבדיים לעליה בבילירובין כוללים, צהבת, צירוזיס, וממאירות מתקדמת. בילירובין ישיר נמצא מוגבר גם בתסמונות ע"ש Dubin-Johnson ו- Rotor.