Pentru stabilirea diagnosticului de ATTR, este necesară o anamneză minuțioasă, cu analiza atentă a antecedentelor familiale pentru patologie neurologică (parestezii, tulburare de mers, imobilizare la pat), moarte subită, afectare cardiacă și alcătuireă arborelui genealogic. Evaluarea antecedentelor personale poate să deceleze sindrom de canal carpian, tulburări de tranzit intestinal investigat pentru diverse alte patologii sau cardiopatie. Simptomele de prezentare sunt în general paresteziile, tulburare de mers sau imobilizarea la pat, în functie de stadiul bolii, edeme gambiere, dispnee de efort, palpitații și sincope, amețeală la trecerea în ortostatism din cauza hipotensiunii ortostatice, tulburare de tranzit intestinal, tulburări micționale, disfuncție erectilă, uscăciunea ochilor/gurii (sindrom siccca).
Pe baza datelor clinice, se ridică suspiciunea de amiloidoză și se fac investigațiile conform protocolului de diagnostic: analize de sânge generale (probe renale, hepatice – transaminaze, bilirubina, GGT, fosfataza alcalină, albumina serică), electroforeza proteinelor serice, imunofixarea proteinelor serice, dozarea imunoglobulinelor și a lanțurilor ușoare libere(excluderea amiloidozei primare), evaluare neurologică (consult neurologic, Electromiografie), evaluare cardiologică (ECG, NT-proBNP, Troponina, Ecocardiografie, Scintigrafie cu 99m Tc, eventual RMN cardiac), consult oftalmologic (cu Test Schirmer), evaluarea hipotensiunii ortostatice, testarea sistemului nervos vegetativ (SudoScan).
Esențiale pentru diagnosticul ATTR sunt secvențierea genei TTR (sau analiza PCR-RFLP pentru mutația Glu54Gln) și biopsia din grăsime abdominală/glanda salivară/mucoasa rectală pentru evidențierea depozitelor de amiloid.