根據患兒出現智能落后,頭發由黑變黃,特殊體味和血苯丙氨酸升高可以進行本病的確診,苯丙酮尿癥應力求早期診斷與治療,以避免神經系統的損傷。
苯丙酮尿癥需要與以下疾病相鑒別,首先是暫時性高苯丙氨酸血癥,此病見于新生兒或者早產兒,可能是苯丙氨酸羥化酶成熟延遲所導致,生后數月苯丙氨酸可以逐漸恢復正常,第二是四氫生物喋呤缺乏癥,又稱為非經典苯丙酮尿癥,是由于PAH輔助因子BH4缺乏所導致,患兒除了有典型苯丙酮尿癥的表現外,神經系統表現較為突出,如肌張力異常,不自主運動,癲癇,陣發性角弓反張,驚厥發作等,該病的發生率占苯丙酮尿癥的10%左右,診斷主要依靠HTLC測定尿喋呤譜。