左心室双出口主要根据患者的症状、体征、家族史，以及相关的辅助检查来进行鉴别诊断。患者常表现为因肺部缺血或者充血引起的发绀症状，而体格检查可发现左心室双出口患者，听诊均存在收缩期杂音以及喷射性杂音。
选择性的左心室造影可发现患者两侧大动脉均同时显影，超声心动图检查以及右心室导管检查可发现左心室出口的部位，以及管腔的大小，是确诊左心室双出口的主要鉴别诊断方法。
心电图检查提示左心室肥大，血气分析提示肺动脉与主动脉血氧饱和度近乎相等。