NHS England riktlinjer säger att 85% av patienterna bör vänta högst 62 dagar för att påbörja sin första behandling efter remiss från deras GP.
Men siffrorna visar att detta minskade till 84,4% från januari till mars i år.
Välgörenhet Cancer Research UK och Macmillan Cancer Support båda sade att det var ett oroande tecken.
Målet för behandling av personer som diagnostiserats med cancer inom 62 dagar sjönk från 85,8 % under föregående kvartal till 84,4 % under de första tre månaderna 2014.
Mike Hobday, chef för policy och forskning på Macmillan Cancer Support, sade att antalet truster som saknade detta mål hade fördubblats under det senaste året.
"Detta är ett tydligt varningstecken på att NHS är under enorm press.
"Storbritannien har redan några av de värsta canceröverlevnadstalen i Europa.
– Fler patienter drabbas nu av förseningar, vilket innebär att fler patienter utsätts för ångest under längre tid och fler liv sätts på spel.
"Vi är mycket oroliga för att samordningen av cancervården blir sämre och att cancern förbises i den nya NHS."
Han sade att cancerpatienterna skulle öka från två miljoner till tre miljoner 2020.
Sarah Woolnough, verkställande direktör för policy och information på Cancer Research UK, sade att vissa patienter misslyckades.
"Överträdelsen av '62-dagarsmålet' är mycket oroande, särskilt som fyra av tio av dem som inte behandlas inom två månader är tvungna att vänta tre månader eller mer.
"Dessa mål finns för att uppmuntra snabb diagnos av cancer och tillgång till behandling, vilket är viktigt för att förbättra överlevnadsgraden.
"Patienter vill ha förtroende för att misstänkt cancer tas på allvar och prioriteras av NHS. Vi hoppas att brådskande åtgärder kommer att vidtas för att se till att denna överträdelse blir en engångsföreteelse."
Sean Duffy, nationell klinisk chef för cancer för NHS England, sade arbete måste göras för att se till att normerna uppfylls.
"Det är vital cancer patienter diagnostiseras och behandlas snabbt så att de har bästa möjliga chans att återhämta sig," sade han.
"Senaste siffrorna visar nationellt att NHS har uppfyllt och överträffat sju av åtta normer för väntande cancer. Men det finns skillnader när det gäller att uppfylla de utmanande standarderna, och de nationella resultaten mot ett av målen har doppats."
Han sade att kliniska beställande grupper (CCG) arbetade med lokala leverantörer i områden där standarden inte uppfylls för att säkerställa att patienterna behandlas snabbt.
Andra siffror som publicerades av NHS England på cancer väntetider visade antalet personer som setts av en specialist inom två veckor efter en brådskande GP remiss för misstänkt cancer också minskat från 95,6% till 95%.
För personer som snarast hänvisar till bröstsymtom, där cancer inte misstänks, ses 93,9 % inom två veckor, jämfört med 95,5 % tidigare. Målet är 93 %.
Totalt 60 425 patienter med bröstsymtom där cancer inte ursprungligen misstänktes sågs under de tre första månaderna av detta år efter det att de omedelbart hade remitterats.
Ett av regeringens viktigaste mål för att behandla personer som diagnostiserats med misstänkt cancer har överträtts för första gången sedan det infördes 2009.