Orak hücreli anemi şüphesiyle başvuran hastalarda tanı süreci, detaylı bir aile ve tıbbi öykü alımı ile başlar. Bunu takiben kapsamlı bir fizik muayene yapılır. Ardından, kan testleri ve diğer laboratuvar incelemeleri gerçekleştirilir. Özellikle hemoglobin elektroforezi kan testi, kişinin orak hücre taşıyıcısı olup olmadığını veya orak hücre geni ile ilişkili bir hastalığa sahip olup olmadığını kesin olarak belirlemek için kritik öneme sahiptir.