1.新生兒期篩查
大多應用Guthrie細菌生長抑制法篩查本病，當血中亮氨酸濃度>4mg/dl（305μmol/L）時，應進一步檢測尿中支鏈酮酸排出量。可防止智力低下的發生。
2.生化檢測
對臨床擬診患兒應進行電解質和血氣分析，如有代謝性酸中毒和陰離子間隙增寬，應進行血和尿液的氨基酸和有機酸分析。部分患兒在急性期可有低血糖。
3.氨基酸和有機酸分析
應用GC-MS對患兒的血、尿或腦脊液中氨基酸和有機酸的定量檢測可確診：①血中支鏈氨基酸和支鏈有機酸水平增高。②在急性期，血中α-酮異戊酸濃度增高，尿液中α-羥異戊酸增高。③血中可檢出本病特有的L-別異亮氨酸。
4.酶學檢測
可檢測培養的成纖維細胞、淋巴母細胞支鏈酮酸脫氫酶復合體的活力。
5.DNA分析
對已知突變類型的家庭成員，可用PCR擴增DNA后用標記的寡核苷酸探針檢測。
6.腦部常規檢查
智力檢查水平降低，腦電圖檢查可見異常腦波形，腦CT檢查可發現急性代謝紊亂所致腦水腫等。