Диагностиката на СМА започва с наличието на анамнестични данни за мускулна слабост или фамилна обремененост. Следва първичен преглед за определяне наличието на загуба на мускулна сила и сухожилни рефлекси. При установяване на характерните симптоми за СМА трябва да се премине към последователност от изследвания, потвърждаващи предполагаемата диагноза.

Електромиографията (ЕМГ) е метод, регистриращ спонтанна активност на мускулните влакна под формата на фибрилации. При пациенти със СМА са налице данни за преднорогова увреда с отпадане на отделни електрични импулси в комбинация с увеличаване на последващите акционни потенциали,които са с удължена продължителност и голяма амплитуда. При 75% от пациентите се регистрира и спонтанна активност на двигателните единици при регистрирана честота 5-15Hz. ¹

Изследването на серумна креатинкиназа (СK) показва наличие на високи нива на ензима, които са белег най-често за разграждане на мускулна тъкан. ²

Най-надеждният диагностичен метод за установяване на СМА е генетичното изследване. Златен стандарт е количествената оценка на SMN1 и SMN2, чрез multiplex ligation dependent (MLPA) или количествена полимеразна верижна реакция или чрез секвениране от ново поколение (NGS),По този начин се установява мутация в SMN1 гена, както и локусът, в който се намира мутацията. При наличие на хомозиготна делеция в екзон 7 от SMN1 гена на 5-та хромозома, диагнозата е  потвърдена. Такъв тип изследване може да бъде проведено и пренатално чрез амниоцентеза. ³

Неонаталният скрининг за СМА може да открие генетичното заболяване още преди появата на симптоми, за да се започне лечението навреме и да се предотврати загубата на мотоневрони. Процедурата се провежда подобно на установения неонатален скрининг - чрез взимане на кръв от петата на новороденото. Тя се изследва за наличие на SMN1 ген. Липсата на две пълни копия на SMN1 потвърждава диагнозата CMA. Ако са налице две пълни копия на SMN1, диагнозата е малко вероятна, но SMN1 генът трябва да бъде секвениран при типичен фенотип или положителна фамилна анамнеза. Ако резултатът от скрининга е положителен, се извършва потвърждаващо изследване, което определя фенотипа на заболяването, тъй като има корелация между вида на СМА и броя на копията на SMN2 гена. ⁴

Симптомите на СМА съвпадат с тези на различни други генетични заболявания, засягащи мускулатурата, като се различават в зависимост от възрастта, при която се проявяват.
 

Под 6-месечна възраст:

Тази възрастова група е най-често засегната от СМА тип I и 0. Новородени със симптоми на хипотония, мускулна слабост и проблеми с дихателната система трябва да бъдат изследвани и за следните заболявания: ^{5, 6}

• Синдром на Прадер-Вили
• Миотонична дистрофия тип I
• Вродени миастенни синдроми
• Болест на Помпе
• Синдром на Зелвегер
   

Детска възраст:

СМА тип II и III засягат най-често деца на възраст от 6 до 18 месеца. Симптоми като загуба на двигателни умения, постурален тремор на пръстите, сколиоза, слабост в проксималните мускули и респираторни проблеми, съвпадат с тези на други заболявания като: ^5,6

• Ботулизъм
• Синдром на Гилен-Баре 
• Мускулна дистрофия тип Дюшен
• Синдром на Фазио-Лонд
• Дефицит на хексозаминидаза А
   

Зряла възраст:

Заболяванията при тази възрастова група обичайно засягат походката, като този симптом се проявява и при СМА тип IV. Диференциална диагноза се прави с ^5,6

• Спинална и булбарна мускулна атрофия (болест на Кенеди)
• Амиотрофична латерална склероза