本病診斷應強調早期診斷，以便得到早期治療，以避免智力發育障礙。要得到早期診斷必須在新生兒中進行苯丙酮尿癥的篩查。
1.篩查方法國際上公認的常規篩查方法為Guthrie發現的細菌抑制法。已有篩查試劑盒供應。此方法是根據患兒血對培養的變異性枯草桿菌生長帶的大小來估計血中苯丙氨酸的水平。如果估計的的水平在0.24mmol/L則為陽性。此方法可用于出生后3～5天的嬰兒。對有家族史的新生兒更應進行新生兒期篩查。
2.苯丙氨酸負荷試驗此試驗可以直接了解PAH的活性。負荷劑量為口服苯丙氨酸0.1g/kg，連服3天。患兒血中苯丙氨酸水平在1.22mmol/L以上，輕型者則常在1.22mmol/L以下，后一種結果提示這些患兒可能是無髓過氧化物酶缺乏癥。
3.病因診斷引起苯丙酮尿癥的基因是髓過氧化物酶基因，病因診斷就是檢測PAH基因突變。髓過氧化物酶基因突變的檢測不僅可以對患者做出病因診斷，而且對胎兒可做出產前診斷。基因型與表型之間在大多數病人中存在相關性。不同的突變類型對活性的影響程度也不相同，因此檢測PAH基因突變對判定預后和指導治療也有指導意義。