Endometrioosipotilailla on keskimäärin 7-9 vuoden viive ennen oikeaan diagnoosiin pääsyä. Diagnostiikan hankaluus johtuu varmasti ainakin osittain endometrioosioireiden kaltaisten tuntemusten yleisyydestä terveilläkin naisilla. Taudin tunnistaminen ja hoitaminen parantavat merkittävästi potilaan elämänlaatua.
Pinnallisessa tautimuodossa gynekologinen tutkimus ja ultraääni ovat usein normaaleja, mutta tyypilliset oireet johtavat diagnoosiin. Hormonihoito voidaan aloittaa oireiden perusteella heränneen endometrioosiepäilyn vuoksi ilman laparoskopiaa eli vatsaontelontähystystutkimustakin. Mikäli lääkehoito ei helpota oireita, voidaan tehdä vatsaontelon tähystystutkimus, jossa mahdollisesti löytyvät endometrioosipesäkkeet hoidetaan.
Usein endometrioosipotilailla tuntuu gynekologisessa tutkimuksessa poikkeuksellista arkuutta kohdun takana tai sivuilla ja emättimen takapohjukassa voi näkyä tai tuntua epätasaisuutta endometrioosipesäkkeen merkkinä. Ultraäänellä voidaan erottaa hyvin munasarjojen endometriomat, virtsarakon ja useimmat suolen syvät pesäkkeet. Epäselvissä tapauksissa voidaan joskus tehdä lantion magneettitutkimus, virtsarakon tähystys (kystoskopia) tai paksusuolen tähystys (kolonoskopia).