病理活检：因肿瘤来源于平滑肌层，故取材时必须达到一定深度，且应多处取材，有时良恶性鉴别殊为不易。
1.直肠指诊 因大肠平滑肌肉瘤好发于直肠，故此项检查对提供诊断线索有较大意义，常可触及圆形或椭圆形肿物，质韧如橡皮，活动性差，黏膜光滑。当黏膜受侵出现溃疡时与癌症较难区分。
2.气钡双重造影检查 主要表现为充盈缺损、管腔狭窄，多无黏膜改变。当肿瘤侵犯黏膜时可出现龛影，与溃疡型癌难以区分。
3.纤维结肠镜检查 可见黏膜下占位改变，肠腔呈外压性改变。
4.直肠腔内超声和腹部/盆腔CT检查 有助于本病的诊断，且对决定手术方式有一定意义。