Une personne consultant un médecin pour des symptômes de la SMA fera d'abord l'objet d'un interrogatoire sur ses antécédents médicaux et d'un examen physique. Le médecin peut demander un EMG (électromyographie) ou une biopsie musculaire. Un test sanguin pour les niveaux de créatine kinase dans les muscles affaiblis peut également être demandé.

Si les médecins suspectent une SMA sur la base des signes cliniques (basés sur les symptômes de l'enfant et d'autres examens diagnostiques), ils peuvent juger nécessaire un test génétique sur un échantillon de sang pour confirmer le diagnostic, car le test génétique est le moyen le plus précis de diagnostiquer la SMA liée au chromosome 5, c'est-à-dire les SMA de type 1 à 4. Le diagnostic de SMA est posé à 95 % par un test ADN montrant une délétion. Les 5 % restants de troubles peuvent survenir sous forme d'autres mutations délétères.