Alla diagnosi si perviene valutando le manifestazioni cliniche, gli esami di laboratorio e le tecniche di imaging radiologico e l'endoscopia. I markers tumorali CA 19-9, CA-125 e CEA sono generalmente aumentati nel colangiocarcinoma e pertanto anche nel tumore di Klatskin, ma è soprattutto il primo marker che si innalza in una percentuale di pazienti che può raggiungere l'85%. L'ecografia può rivestire un ruolo anche se più spesso mette in evidenza segni indiretti della presenza del tumore, ad esempio una dilatazione segmentale delle vie biliari intraepatiche, piuttosto che la massa tumorale. L'ecocolordoppler permette di visualizzare un'eventuale compromissione portalema resta meno sensibile della TAC o della RMN nelrilevare lesioni focali.