PDE wordt vastgesteld met laboratoriumonderzoek en DNA-onderzoek.

Bij PDE is er een verhoogde hoeveelheid van waarschijnlijk neurotoxische metabolieten (α-AASA, piperidine-6-carboxylaat (P6C) en pipecolinezuur (PA)) aanwezig in de urine, het bloed en het hersenvocht. Als dat bij meting wordt gevonden, wijst het op PDE.

Omdat PDE een erfelijke ziekte is, zal er ook onderzoek worden gedaan in het DNA. In het DNA kan de genetische verandering worden gevonden die de ziekte veroorzaakt.

Echografie en MRI van de hersenen kunnen ook helpen bij het stellen van de diagnose. Daarin kunnen afwijkingen worden gevonden die zijn ontstaan door de epileptische aanvallen.

Prenatale diagnostiek is mogelijk als de ziekte bekend is in een familie.