Jika terdapat cairan ketuban yang berlebihan atau gerakan janin yang tidak normal selama kehamilan, hal ini harus ditanggapi dengan serius. Ultrasonografi antenatal sering kali dapat mengindikasikan patologi yang mencurigakan. Diagnosis dapat ditegakkan dengan mengacu pada temuan USG antenatal dan tanda-tanda bedah yang jelas yang muncul setelah kelahiran, dikombinasikan dengan gejala khas muntah, ketidakmampuan untuk menyusu, distensi abdomen dan tidak adanya pengeluaran feses yang normal setelah kelahiran, dan dengan pemeriksaan tambahan yang diperlukan seperti film polos abdomen, ultrasonografi abdomen, dan pencitraan saluran cerna. Penyakit lain dengan gejala yang mirip dengan atresia usus bawaan relatif jarang terjadi dan harus dibedakan dengan distensi abdomen fungsional dan muntah pada penyakit dalam. Selain itu, beberapa penyakit metabolik genetik yang menyebabkan distensi abdomen dan muntah juga memerlukan perhatian. Megakolon kolon total kongenital yang umum, stenosis usus kongenital, dan obstruksi usus total dan mekanis lainnya juga dapat menyebabkan manifestasi klinis yang serupa dan perlu dibedakan.