In Nederland worden alle pasgeborenen 3-7 dagen na de geboorte gescreend op PKU, door middel van 'de hielprik'. Als uit de screening blijkt dat de baby mogelijk PKU heeft, wordt het kind direct verder onderzocht in een universitair medisch centrum. Bloed- en eventueel urineonderzoek geeft duidelijkheid over het bestaan van PKU of variant PKU. Soms wordt er nog besloten om een zogenaamde BH4 belastingtest te doen. Als blijkt dat een kind PKU heeft, wordt de behandeling direct gestart. Bij PKU is BH4 een stof die het niet goed werkende enzym (fenylalanine hydroxylase) helpt beter te werken. Helaas helpt dat maar bij een aantal patienten]

Het is mogelijk om met DNA-onderzoek de genetische oorzaak van de ziekte te onderzoeken. Ook kan met prenatale diagnostiek tijdens de zwangerschap worden onderzocht of een volgend kindje in een gezin ook PKU heeft.