肝臓の腫瘍は、おなかの大きな膨らみや、腹部腫瘤に偶然触れて気が付くことが多く、小さな腫瘍のうちに発見されることはまれです。
Beckwith-Wiedemann症候群の場合は、肝芽腫や腎芽腫（ウィルムス腫瘍）の早期発見を目的として定期的に腹部超音波検査スクリーニングが行われ、比較的小さい腫瘍のうちに肝芽腫が発見されることもあります。
肝芽腫は、超音波（エコー）検査、CT検査、MRI検査などの画像検査や血液検査で診断します。病理検査では、がん細胞の性質（組織型）を調べます。
１．画像診断
腹部超音波（エコー）検査や造影CT検査、MRI検査などで腫瘍の大きさや手術によって切除できるかどうかなどを詳しく調べます。
造影CT検査によって門脈、肝動脈、肝静脈の走行と腫瘍との位置関係を調べることにより、切除の可否を判断できます。MRI検査は近年、画像解像度が向上し、肝細胞造影剤を用いることによって非常に微小な病変を正確にとらえることができるようになり、実施される機会が多くなっています。
前述したように肝芽腫は肺に転移しやすく、初めて病院を受診したときにすでに肺転移がある場合も多いため、肝臓とともに肺の検査（胸部CT検査など）も行います。
２．血液検査
肝芽腫や肝細胞がんの多くは、腫瘍により産生される血液中のAFP（アルファフェトプロテイン）という腫瘍マーカー（腫瘍に特徴的にふえる物質）の値が高くなります。
特に肝芽腫ではほぼすべての症例でAFPが上昇するため、診断価値の高い検査のひとつとなっています。ただし、1歳未満の乳児では特に異常がなくてもAFPの値が高いため、月齢によって測定値を補正する必要があります。
３．病理検査
画像診断などで、1回の手術で切除することが困難と判断した場合は、腫瘍の⼀部分を採って（生検）、採取した腫瘍組織を顕微鏡で診断（病理診断）し、腫瘍の性質を詳しく調べます。
生検には開腹手術により直接的に組織を採取する開腹腫瘍生検と、体の外から専用の針を刺して採取するコアニードル生検（針生検）があります。