Diagnosis atresia bilier kongenital dapat dikonfirmasi dengan serangkaian tes, termasuk serum bilirubin total yang dinamis, karakterisasi umum drainase duodenum, ultrasonografi, pemindaian nuklir dan ERCP dan MRCP. Pengukuran bilirubin serum mingguan digunakan untuk pengamatan bilirubin yang dinamis. Jika kurva volume bilirubin serum, yang didominasi oleh peningkatan bilirubin langsung, terus meningkat, maka tidak merespon pengobatan bilier; jika tidak merespon fenobarbital dan terapi hormonal, maka menunjukkan adanya atresia bilier. Karakterisasi umum drainase duodenum dapat mendiagnosis obstruksi bilier parsial akibat kelainan struktural. Atresia bilier kongenital dapat didiagnosis pada tahap awal atresia bilier ketika hepatosit berfungsi dengan baik dan bayangan hati terlihat selama lima menit, tetapi tidak ada bayangan bilier yang terlihat setelahnya. Ultrasonografi menunjukkan displasia atau agenesis saluran empedu ekstrahepatik dan kandung empedu. Pemindaian 99mTc-EHIDA usus tidak menunjukkan adanya nukleus. ERCP dapat mengungkapkan atresia bilier kongenital, misalnya, dengan mengungkapkan hanya saluran pankreas dan kadang-kadang dengan menemukan kelainan kohesi saluran pankreatikobilier. MRCP, sebagai metode pencitraan bilier non-invasif, dapat digunakan untuk melakukan rekonstruksi pencitraan air bilier dan pementasan atresia untuk memandu perawatan lebih lanjut.