1、遗传学基因检测：使用荧光原位杂交法(FISH)以检测第7号染色体长臂近端的7q11.23区域有无缺失，其准确率高达99%，是诊断威廉姆斯综合征的首选方法。
2、超声心动图：超声心动图可发现心脏及部分患儿主动脉和肺动脉异常，为诊断威廉姆斯综合征提供参考。
3、血电解质测定：通过测定血清中电解质钙的含量，来辅助诊断威廉姆斯综合征，当血清中钙升高时有一定的诊断意义。
4、生化与内分泌检查：可见血清钙或离子钙浓度升高，尿钙/肌酐比升高；甲状腺功能减低等。
5、其他检查：心电图可见各种心律失常。眼科检查可见远视和斜视等。听力检查可以发现中度听力损失，多为进行性感音神经性听力损失。多导睡眠监测可以发现慢波睡眠增加、呼吸相关的觉醒增加等。