Han berättade för ett möte i Columbus, Ohio, att han hade hört "mer och mer" att tävlingen skulle vara orättvis. Han erbjöd inga omedelbara bevis.
Vid ett annat tillfälle kallade han den demokratiska rivalen Hillary Clinton "djävulen".
Mr Trump har kommit under eld från andra sidan den politiska klyftan för kommentarer han gjorde om föräldrarna till en amerikansk muslimsk soldat dödade i strid.
Vid den kommande omröstningen sa han till supportrarna "Jag är rädd att valet kommer att vara riggat, jag måste vara ärlig".
Han upprepade senare påståendet på Fox News och tillade: "Jag hoppas att republikanerna tittar noga eller att det kommer att tas ifrån oss.".
Trump har gjort liknande kommentarer tidigare i förhållande till den demokratiska rasen, föreslår partiet fixat sitt system för att gynna nominerade Hillary Clinton framför hennes utmanare Bernie Sanders.
Tidigare i år klagade han också på att det republikanska primärsystemet också var "riggat" bland partiansträngningarna för att stoppa hans marsch till kandidaturen.
Korrespondenterna säger att Trump kan försöka utnyttja väljarnas misstro mot etablissemangsinstitutioner, eller lägga grunden om han skulle förlora valet.
Vid ett annat möte i Pennsylvania tog han det aldrig tidigare skådade steget att direkt kalla Mrs Clinton "djävulen".
Han attackerade Mr Sanders för kapitulation i den demokratiska rasen, säger han "gjorde ett avtal med djävulen. Hon är djävulen."
Både demokrater och republikaner har fördömt Trump för hans kommentarer om föräldrarna till den amerikanska armén kapten Humayun Khan, som dödades av en bilbomb 2004 i Irak, vid 27 års ålder.
Före detta republikansk presidentkandidat John McCain blev den senaste personen i partiet att kritisera Mr Trump för sina attacker.
Senator McCain, en veteran från Vietnamkriget, sade i ett starkt formulerat uttalande att Mr Trump inte hade "ofetrad licens för att förtala det bästa bland oss".
Soldatens föräldrar, Khizr Khan och hans fru Ghazala, berättade för BBC att det var dags att stå upp mot Mr Trump men han anklagade dem för "vilsamt" attackerar honom.
Trump hade orsakat kontroverser genom att föreslå att Ghazala Khan hade hindrats från att tala vid sidan av sin man vid den demokratiska sammankomsten förra veckan.
I en annan utveckling, amerikanska miljardär affärsman Warren Buffett utmanade Mr Trump att släppa sina skattedeklarationer.
Trump har sagt att de inte kan offentliggöras förrän de finansiella myndigheterna har slutfört en revision.
Men Buffett sade att det inte fanns några regler mot att visa skattedeklarationer och tillåta människor att ställa frågor om dem.
Republikanska presidentkandidaten Donald Trump har föreslagit att valet i november kan "riggas".