Diagnose stilles ved en kombinasjon av:
- ultralydundersøkelse med kontrast
- MR/CT, eventuelt med kontrast (3 fase)
- blodprøver (AFP, PIVKA II)
I 9 av 10 tilfeller er radiologi (karakteristisk oppladningsmønster ved to modaliteter) og blodprøver tilstekkelig for å stille diagnosen. I 10 % av tilfellene ved HCC, der det er flere små lesjoner og levercirrhose, kan det være nødvendig å ta en finnåls- eller grovnålsbiopsi.