Při fyzikálním vyšetření nemocného nenalezneme často nic podezřelého. Avšak pokud je přítomna obstrukce v levé komoře nebo nedomykavost mitrální chlopně (ta často hypertrofickou kardiomyopatii doprovází), pak můžeme při poslechovém vyšetření pomocí fonendoskopu slyšet šelest, který je znamením, že v srdci teče krev zvýšenou rychlostí a turbulentním tokem. (Nález můžeme přirovnat k přítomnosti kamene uprostřed potoka; také dojde díky vzniku proudů a vírů k určitému zvukovému fenoménu, který v případě srdce nazýváme šelestem).
Samotná diagnóza se nejčastěji stanoví na základě echokardiografického vyšetření. Tím rozumíme neinvazivní vyšetření srdce pomocí ultrazvukové sondy přiložené na hrudník vyšetřovaného. Sonda echokardiografického přístroje vydává ultrazvukové vlny, které po jejich odrazu od tkání pacienta zpětně přijímá. Na základě změny mezi vysílaným a přijímaným signálem sestaví počítač echokardiografického (ultrazvukového) přístroje obraz vyšetřovaných tkání. Funkce a tvar srdce se tímto způsobem může vyšetřit velmi podrobně. U vyšetřovaných s obezitou, velkým hrudníkem nebo onemocním plic či průdušek, je někdy vyšetřitelnost omezená. V takovém případě lze nechat pacientovi spolknout ultrazvukovou sondu o průměru přibližně jednoho centimetru, pomocí níž se v hrudníku dostaneme těsně za srdce a můžeme ho podrobně vyšetřit z bezprostřední blízkosti. Při tomto vyšetření měříme velikost jednotlivých srdečních oddílů, sílu srdečních stěn, posuzujeme funkci srdečních chlopní a rovněž měříme řadu parametrů srdeční funkce. Velice důležité je, že díky jedné z funkcí echokardiografických přístrojů – dopplerovské echokardiografii – můžeme poměrně přesně změřit i případnou obstrukci v levé komoře a vyjádřit jí i číselně ve formě tlakového gradientu.
Podobně jako echokardiografii může i vyšetření pomocí magnetické rezonance stanovit velikost, tvar a funkci jednotlivých srdečních oddílů. Vzhledem k menšímu pohodlí vyšetřovaného, ceně i horší dostupnosti, se prozatím magnetická rezonance v rutinním vyšetřování nemocných s hypertrofickou kardiomyopatií příliš neuplatňuje.
Další používanou diagnostickou metodou je elektrokardiografie - EKG. Při ní se na pacientův hrudník a končetiny přiloží několik elektrod snímajících elektrické potenciály vznikající při srdeční činnosti. Ze tvaru této elektrokardiografické křivky lze usuzovat na poruchy srdečního rytmu, na hypertrofii srdce (zesílení stěn) i na další možná onemocnění srdce. Prakticky všichni nemocní s hypertrofickou kardiomyopatií mají abnormální elektrokardiogram. Důležité je, že změny této křivky mohou předcházet zesílení srdečních stěn. Proto při podezření na hypertrofickou kardiomyopatii (například u příbuzných pacientů) je kromě echokardiografického vyšetření nutné vždy natáčet i elektrokardiogram.
Zátěžový test spočívá zpravidla v přesně dávkované a postupně se zvyšující zátěži na ergometru (rotopedu), při které sledujeme jednak případné změny elektrokardiogramu a především změny krevního tlaku. Pokud není pacient schopen zvýšit krevní tlak při tomto testu o více než 20 mmHg, pak je tento nález, zvláště u mladších nemocných, spojen s vyšším rizikem náhlé smrti.
Zátěžový test je rovněž důležitý pro provokaci obstrukce v levé komoře. U části nemocných s hypertrofickou kardiomyopatií dochází ke vzniku obstrukce pouze při zátěži. Tuto „latentní“ obstrukci tak lze odhalit pouze na základě zátěžového testu, kdy bezprostředně po jeho ukončení provedeme echokardiografické vyšetření se změřením případné obstrukce v levé komoře srdeční.
Natočení několikavteřinového elektrokardiografického vyšetření má velmi nízkou citlivost pro zachycení prchavých poruch srdečního rytmu. Proto se používá Holterovské monitorování, což v podstatě znamená 24-hodinové natáčení jednoduššího elektrokardiografického záznamu. Vyšetřovaný má na hrudníku přiloženy elektrody, které vedou do malé krabičky, kterou připevňujeme k pasu. Toto vyšetření nepůsobí žádná omezení v pohybu nebo ve většině běžných denních činností. Navíc pokud pacient pociťuje nějaké potíže, může tento okamžik zaznamenat přímo do přístroje. Lékař, který záznam vyhodnocuje tak může poznat, zda pacientovy potíže mají nějaký vztah k činnosti jeho srdce. Z hlediska rizika náhlé smrti je důležitý výskyt komorových tachykardií, což je určitá forma velmi závažné, varovné poruchy srdečního rytmu. Tato porucha srdečního rytmu může trvat pouze několik vteřin, nemocný ji dokonce vůbec nemusí vnímat, a proto je Holterovské monitorování nezbytnou součástí všech základních vyšetření pacientů s hypertrofickou kardiomyopatií.

Již ze základní definice hypertrofické kardiomyopatie vyplývá, že se jedná o dědičné onemocnění. Postiženo je přibližně 50 % potomků nositele dědičné odchylky (mutace) pro hypertrofickou kardiomyopatii. Toto poměrně opatrné vyjádření má znamenat, že nemocný ještě v danou chvíli nemusí mít své genetické onemocnění vyjádřeno (nemá hypertrofii srdce), ale přítomnost jeho genetické odchylky již vede k tomu, že onemocnění s 50% pravděpodobností přenáší na své potomky. V logice věci by tedy bylo vyšetřit geneticky všechny nemocné i jejich příbuzné a odhalit tím, zda jsou skutečně nemocní a také odhadnout, jakou má jejich onemocnění prognózu. Bohužel naše vědomosti i finanční možnosti jsou zatím omezené, takže genetická vyšetření se zatím provádí pouze sporadicky. Je pro to několik důvodů: 1) stovky známých mutací 12 genů podmiňujících vznik tohoto onemocnění má za následek velkou náročnost (včetně finanční) každého vyšetření, které by si dalo za cíl komplexní zmapování genů vedoucích k tomuto onemocnění. 2) v současné době známe asi jen 60 % mutací zodpovědných za vznik hypertrofické kardiomyopatie. U téměř poloviny nemocných bychom tedy i za podmínek komplexního zmapování potenciálně zodpovědných genů nedošli k pozitivnímu výsledku vyšetření. 3) pokud se najde mutace zodpovědná za onemocnění, pak ještě stále není vůbec jasné, do jaké míry tato samotná mutace ovlivní život nemocného. Vzhledem k tomu, že na rozvoj onemocnění mají vliv i další „pomocné“ geny a rovněž i vnější prostředí, může se stát, že při stejné mutaci má jeden nemocný zcela příznivý průběh onemocnění (nebo se o něm nikdy nedozví) a jiný nemocný velmi nepříznivý. To může vést k paradoxní situaci, při které by lékař oznámil nemocnému špatnou zprávu o velmi nepříznivé genové mutaci, která velmi pravděpodobně ovlivní jeho další život, a tento již stigmatizovaný pacient by v následném strachu prožil život plný nejistoty („kdy už se to onemocnění se špatnou prognózou objeví“), přičemž jeho kvalita i délka života by objektivně nebyly hypertrofickou kardiomyopatií vůbec ovlivněny.

S rozvojem genetiky se stává čím dál jasnější, že situace se jistě v tomto ohledu změní. Je pravděpodobné, že mezi první standardně vyšetřované budou patřit prvostupňoví příbuzní nemocných s rozvinutým onemocněním, u kterých se podaří nalézt mutaci zodpovědnou za onemocnění. Pokud se tato mutace nenajde při genetickém vyšetření příbuzného (dítěte nebo sourozence), pak je pravděpodobné, že tento příbuzný ani jeho potomci nikdy hypertrofickou kardiomyopatií neonemocní. Podobně by to mohlo platit v prenatální diagnostice, při které by se v časném stadiu těhotenství mohlo zvažovat jeho přerušení při nálezu potenciálně maligní mutace pro hypertrofickou kardiomyopatii.