出現典型症狀後診斷不難，但往往已經為時過晚。為及時做出診斷，目前我國醫院都對所有新生兒做高苯丙氨酸血症的新生兒篩選，且應在嬰兒能攝入蛋白質(哺乳)後進行。PKU 與其他類型高苯丙氨酸血症的鑒別靠苯丙氨酸食物耐量試驗。輔因子缺陷型病例的診斷需更特異的方法。基因診斷技術的進步使本病在胎兒期的診斷成為可能,屏風。 。
為及時作出診斷，唯一可靠的方法為在新生兒中篩選高苯丙氨酸血症病例。篩選成功的關鍵是：①測定全部新生兒。②在嬰兒能攝入蛋白質(哺乳)後進行。因 PKU嬰兒出生時血中苯丙氨酸可在正常水平。檢查方法為格思裏氏試驗(血中含苯丙氨酸時，枯草杆菌的生長即不能為β-2-噻吩丙氨酸所抑製)。
本病為少數可治性遺傳代謝病之一，應力求早期診斷與治療，以避免神經係統的不可逆損傷。由於患兒在早期不出現症狀，因此，必須借助實驗室檢測。
尿液氨水味：尿路感染者尿會有氨水味。 尿感的診斷不能單純依靠臨床症狀和體征，而要依靠實驗室檢查，有人曾報道對297例住院尿感患者的分析，有症狀者隻占66.5%。凡是有真性細菌尿者，均應診斷為尿感。真性細菌尿是指：膀胱穿刺尿定性培養有細菌生長;導尿細菌定量培養≥10萬/ml;清潔中段尿定量培養≥10萬/ml，且為同一菌種，才能確定為真性細菌尿。必須指明，有明顯尿頻、排尿不適的婦女，尿中有較多的白細胞，如中段尿含菌數>100/ml，亦可診為尿感，甚至在等待培養報告時，亦可先擬診為尿感。
尿液爛蘋果味：糖尿病酮症酸中毒患者的尿液呈爛蘋果味。表現口渴、多飲、多尿及消瘦症狀異常加重，並出現全身倦待、無力，甚至昏迷。
尿液臭味：如有泌尿係感染，尿液會變混濁、惡臭。診斷標準根據泌尿係感染發生部位常分為上、下尿路感染。上尿路感染即指腎盂腎炎，根據臨床特征，又可分成急、慢性腎盂腎炎。腎盂腎炎可伴下尿路感染，而下尿路感染常單獨存在。
治療方法是限製飲食中苯丙氨酸的攝入。市售低苯丙氨酸半合成食品可將每日苯丙氨酸攝入量限製在250～500毫克之內。嬰兒出生後60天內給予治療者，體力和智力發育可正常。 治療的時間要足夠長，一般傾向於在8～10 歲後逐漸放鬆嚴格的限製，但若病情有所加重，則應重新恢複治療。有輔因子缺陷的病例治療更困難，單純低苯丙氨酸飲食不能控製症狀。因苯丙氨酸降解主要在肝髒進行，故有人建議用肝移植的方法為患者提供酶源以治療本病。PKU女性妊娠期應繼續予以治療， 否則可致嬰兒小頭畸型及智力遲鈍。
