תהליך האבחון במטופל המגיע עם שיעול ממושך מתחיל בצילום חזה, ובעקבותיו CT. ממצא בריאה יוביל לביופסיה. אם הביופסיה מעלה כי מדובר בסרטן ריאה, יתבצע PET CT לבדיקת פיזור בגוף, ו- MRI מוח. במחלה מפושטת, יתבצע בירור גנטי של הגידול. אצל רוב החולים עם מוטציה ממוקדת יושג שיפור בתסמינים בתוך ימים או שבועות מתחילת הטיפול.