In caso di sospetto clinico, i test diagnostici consisteranno spesso nella misurazione delle concentrazioni di aminoacidi nel plasma, alla ricerca di una concentrazione di ornitina significativamente elevata. Talvolta è necessaria la misurazione delle concentrazioni di aminoacidi nelle urine, in particolare nei casi di esordio neonatale per identificare la presenza o l'assenza di omocitrullina per escludere il deficit di ornitina traslocasi (iperornitinemia, iperammoniemia, sindrome da omocitrullinuria, sindrome HHH). Le concentrazioni di ornitina possono essere un indicatore inaffidabile nel periodo neonatale, quindi lo screening neonatale potrebbe non rilevare questa condizione, anche se l'ornitina è inclusa nel pannello di screening. I test enzimatici per misurare l'attività dell'ornitina aminotransferasi possono essere eseguiti da fibroblasti o linfoblasti per conferma o durante il periodo neonatale quando i risultati dei test biochimici non sono chiari. Un'altra opzione è il test genetico molecolare.