Bij patiënten met HSD10-deficiëntie is de werking van het enzym HSD10 verlaagd. Dit kan worden vastgesteld door analyse van organische zuren in de urine. Bij HSD10-deficiëntie worden er verhoogde gehaltes van metabolieten van isoleucine (voornamelijk 3-hydroxy-2-methylbutyraat en tiglylglycine samen met normaal methylacetoacetaat) aangetroffen. Maar sommige mensen met HSD10-deficiëntie hebben geen biochemische afwijkingen. Zeker bij vrouwen/meisjes kunnen de afwijkingen heel mild of afwezig zijn. Daarnaast is het mogelijk om de enzymactiviteit te meten in bloed of huidcellen. Ook bij dat onderzoek kunnen de afwijkingen mild of normaal zijn. Om de diagnose dan te bevestigen wordt er DNA-onderzoek gedaan. Als er een ziekmakende mutatie in het HSD17B10-gen wordt gevonden, is het zeker dat iemand HSD10-deficiëntie heeft.
Op basis van het onderzoek in urine en het meten van de enzymactiviteit kan geen uitspraak worden gedaan over de mate van ernst van de ziekte. Het DNA-onderzoek kan hier soms wel meer richting aan geven.

Erfelijkheidsadvies en prenatale diagnostiek
HSD10-ziekte wordt X-gebonden overgeërfd. Daarom is het belangrijk dat families die risico lopen al vóór een zwangerschap erfelijkheidsadvies aangeboden krijgen.
Prenatale diagnostiek is ook mogelijk. Er kan dan al tijdens de zwangerschap worden gekeken of het ongeboren kind de ziekte ook heeft.