De symptomen van een organische acidurie zijn voor de meeste kinderartsen voldoende herkenbaar voor een voorlopige diagnose, echter bij de niet –neonatale vorm is de uiting zeer variabel. Om het precieze defect vast te stellen, moet laboratoriumonderzoek worden afgewacht. Dit onderzoek gebeurt ook bij baby’s met een positieve hielprik-uitslag, ter bevestiging van de diagnose. Daarvoor wordt bij de patiënt bloed afgenomen. Ook wordt de urine van de patiënt onderzocht. Uit de combinatie van die onderzoeken volgt over het algemeen met zekerheid de diagnose propionacidurie.

DNA onderzoek en Enzymdiagnostiek voor Prenataal onderzoek
Het is op enkele plaatsen in Nederland mogelijk om via laboratoriumonderzoek de werkzaamheid van het defecte enzym vast te stellen. Dat kan in bepaalde bloedcellen, maar ook in gekweekte huidcellen. Dit is niet nodig voor het vaststellen van de diagnose, maar gebeurt soms als er een wens is om bij volgende zwangerschappen prenataal te testen of het ongeboren kindje de ziekte ook heeft. Om dezelfde reden kan DNA onderzoek gedaan worden bij het patiëntje en zijn/haar ouders.
Het prenataal onderzoek gebeurt meestal met een vlokkentest of een vruchtwaterpunctie. Een nadeel van een vruchtwaterpunctie is dat pas vrij laat in de zwangerschap is vast te stellen of het ongeboren kindje ziek is of gezond.

Neonatale screening:
Sinds  1 oktober 2019 wordt gescreend op propionacidemie ( met de hielprik). Gezien de levensdag waarop de hielprik wordt afgenomen (vanaf 72 uur) en de tijd die het kost tot het onderzoek is verricht, zullen de kinderen met de ernstige neonatale vorm niet altijd op tijd (voordat ze ziek zijn) gevonden worden.