De diagnose van GM1-gangliosidose kan worden vermoed op basis van uiterlijke symptomen, maar moet worden bevestigd met laboratoriumonderzoek. Daarbij kijken de onderzoekers vaak naar het uitscheidingspatroon in de urine. De aanwezigheid van bepaalde lange suikerketens is een sterke aanwijzing voor de ziekte. De definitieve bevestiging volgt als de enzymactiviteit in bloedcellen of huidcellen van de patiënt wordt bepaald.