Tot 2001 werd de ziekte vastgesteld door het aantonen van Rosenthal vezels in zenuwweefsel onder de miscroscoop. Daar was dan een biopt (stukje weefsel) van de hersenen voor nodig.
Nu is de genafwijking die de ziekte van Alexander veroorzaakt, bekend. Genetisch onderzoek van een bloedmonster wordt meestal gebruikt om de ziekte te diagnosticeren.
Een vermoedelijke diagnose kan worden gesteld op basis van kenmerkende MRI-afwijkingen. De MRI-scan van de hersenen toont bij de vroege vormen van de ziekte abnormale witte stof. Vooral het frontale deel van de hersenen is aangetast. Bij de latere vormen van de ziekte staan de afwijkingen aan de hersenstam meestal op de voorgrond. Daarnaast toont de MRI bijna altijd andere specifieke kenmerken, die wijzen in de richting van de ziekte van Alexander.

Prenataal onderzoek
De meeste patiënten hebben een spontaan ontstane, nieuwe afwijking in het GFAP gen. De kans dat een volgend kind van dezelfde ouders de ziekte ook zal hebben, is dan buitengewoon klein. Als eerder in het gezin een kind is geboren met de ziekte van Alexander kan, als ouders dat willen, bij een volgende zwangerschap wel onderzocht worden of het ongeboren kindje de ziekte ook heeft. Het kleine risico op een spontane abortus, veroorzaakt door de vlokkentest moet echter wel afgewogen worden tegen de zeer kleine kans op de ziekte van Alexander bij een volgend kind.