Для пациентов, обращающихся с подозрением на серповидноклеточную анемию, процесс диагностики начинается с подробного сбора семейного и медицинского анамнеза. За этим следует всесторонний физический осмотр. Впоследствии проводятся анализы крови и другие лабораторные исследования. В частности, электрофорез гемоглобина является решающим анализом крови, используемым для окончательного определения, является ли человек носителем серповидноклеточной анемии или имеет заболевание, связанное с серповидноклеточным геном.