食管血管瘤的诊断依赖于钡餐造影和内镜检查，在进行X线和内镜检查时，患者可在增加腹压或深吸气的情况下看到肿瘤的扩大，符合血管瘤的特点。
食管血管瘤的X线钡餐检查可显示椭圆形充盈缺损、边界清楚、边缘光滑、内部分离、食管腔局部扩张，与其它食管良性肿瘤相似，其特征性征象为粘膜皱襞扁平或受压，邻近粘膜呈粗大扭曲状静脉曲张。然而，当病灶很小时，很难与小的恶性肿瘤区分开来。
食管CT平扫可见食管壁局部增厚和食管腔狭窄，增强扫描病灶明显增强，密度明显高于正常食管壁。