El diagnóstico se basa en el análisis de orina del paciente para detectar los compuestos acumulados o deficitarios (guanidinoacetato y relación creatina/creatinina).

En los defectos de síntesis de creatina, el análisis de guanidinoacetato en plasma confirma los resultados anómalos hallados en orina.

La resonancia magnética (RM) cerebral con espectroscopía muestra el defecto de creatina cerebral (A: Normal; B: defecto de creatina; C: corrección del defecto post-tratamiento).

Los estudios enzimáticos de GAMT y AGAT, la incorporación de creatina en un cultivo de fibroblastos para demostrar el defecto de CRTR1 y el estudio de los genes que codifican estas tres proteínas (GAMT, AGAT y SLC6A8) confirman el diagnóstico y permiten el consejo genético y el diagnóstico prenatal.