Afwijkende acylcarnitines in het bloed kunnen voor artsen een aanwijzing zijn dat een patiënt VLCADD heeft. Acylcarnitines zijn de vetzuren die zijn gekoppeld aan het carnitine, de gids voor vetzuren om het mitochondrion binnen te komen.  Bij patiënten met VLCADD is de werking van het VLCAD-enzym laag of zelfs helemaal afwezig. Deze enzymactiviteit kan in leukocyten bepaald worden. Hiervoor moet bloed worden afgenomen. Tegenwoordig wordt meestal ook onderzoek in gekweekte huidcellen (de zogenaamde Fibroblasten) uitgevoerd.

Hiervoor is een huidbiopt nodig. In de huidcellen kan niet alleen de enzymactiviteit van VLCAD worden gemeten, maar ook de ‘totale vetzuurverbranding’ die nog in de cel kan plaatsvinden. Hiermee kan een inschatting worden gemaakt van de ernst van de ziekte en of er een aangepast dieet moet worden gestart. Ook wordt er in het DNA gekeken of er sprake is van een mutatie die de oorzaak is van de VLCAD-deficiëntie.

Het is bijna altijd mogelijk om binnen een aantal weken met zekerheid vast te stellen of uit te sluiten of een kind een (langeketen-)vetzuuroxidatiestoornis heeft. Als er meer kinderen in het gezin zijn, worden zij meestal ook onderzocht. In het erfelijk materiaal van de ouders kan worden onderzocht of zij drager zijn van de mutatie die bij hun kind de ziekte heeft veroorzaakt.

Hielprik
In 2007 is de screening van pasgeborenen (de 'hielprik') uitgebreid. Het bloed van de pasgeborenen wordt nu ook onderzocht op VLCADD. Hierbij wordt er gekeken naar de acylcarnitines in het bloed. Door de screening kan de diagnose soms al worden gesteld voordat een kind ziekteverschijnselen vertoont. Daarmee kunnen zo snel mogelijk dieetmaatregelen worden ingezet om te proberen klachten te voorkómen.