通常血液化验对肠系膜上静脉血栓形成的诊断没有帮助，代谢性酸中毒以及血清乳酸水平升高可用来判定存在肠坏死，但往往是疾病晚期的表现。50% ～75%的病人腹平片检查正常，仅有5%的病人表现特殊的肠缺血征象:肠腔出现指压征提示肠黏膜缺血，肠壁气肿或门静脉游离气体是肠系膜静脉血栓形成所导致的肠梗死的特征性表现。腹部彩色多普勒超声检查可发现肠系膜静脉血栓，但对于怀疑有肠系膜静脉血栓形成的病例应选用计算机断层扫描(CT) 。
CT检查可以使90%的病人获得诊断，但对于早期门静脉内小的血栓的诊断准确性降低。选择性肠系膜血管造影可以显示位于大的静脉内的血栓，或肠系上膜静脉显影延迟。磁共振成像对诊断肠系膜上静脉血栓形成具有较高的敏感性和特异性，但其检查过程较为复杂，普及性差。随着技术的进步，磁共振成像在肠系膜上静脉血栓形成的诊断方法中可能将占有一席之地。
肠系膜静脉血栓形成的病人可以有浆液血性腹水，这时诊断性腹腔穿刺可能会对诊断有所帮助。腹腔镜检查中的气腹操作可能增加腹腔内压，减少肠系膜血流量，应避免使用。由于结肠和十二指肠很少被累及，故纤维结肠镜和胃十二指肠镜检查的价值有限。内镜超声检查可以发现肠系膜静脉血栓形成，但由于在检查中造成肠管扩张，最好用于无急性症状的病人。
