超声心动图的检查是肥厚型心肌病最重要的诊断方式，检查的特征为各个心室无增大，且有心室不对称的肥厚。在心室舒张期可以看到室间隔有不对称的肥厚，可以超过15mm，或与后壁比值大于1.3。在伴有流出道梗阻的心脏病患者的病例中，可以看到室间隔流出道偏向左心室。特别是二尖瓣的前叶，在收缩期会发生前移的现象，而且会有左心室的顺应性降低和左心室在舒张期时舒张功能发生障碍的表现。如果是没有流出道梗阻，则没有上述表现。还有一部分患者肥厚的部位在心尖部，在检查时容易忽略此部位，需额外注意。