A PCOS pontos diagnózisa komplex orvosi kivizsgálást igényel, melynek során részletesen feltérképezik a páciens tüneteit és kórtörténetét. A folyamat fontos része a nőgyógyászati vizsgálat. Ez magában foglalja az ultrahangos petefészekvizsgálatot, ahol a policisztás petefészek jellegzetességei, például a ciszták megjelenése kimutatható.
Emellett hormonális laborvizsgálatok is szükségesek, amelyek megmutatják az androgén-, inzulin- és egyéb hormonok szintjét, és segítenek kizárni más hormonális eltéréseket. A vérkép elemzése tovább segíti az anyagcsere állapotának felmérését.
A diagnózis felállítása szakorvosi együttműködést igényel, amelyben a nőgyógyász és az endokrinológus közösen értékeli a vizsgálati eredményeket és állítja fel a kezelési tervet.