卵巢残余物综合征的临床诊断较困难。文献报道此综合征患者接受手术次数有多达7～8次者，故对接受双侧卵巢切除术后有盆腔疼痛者，均应考虑到卵巢残余物综合征的可能，特别是那些具有高危因素的患者。
1.卵巢残余综合征
术前诊断主要依靠病史。患者常有因子宫内膜异位症或盆腔炎等行双侧卵巢切除的病史，手术一般较困难或有多次手术史，以及慢性、复发性盆腔疼痛，少数伴有腹膜症状。术后出现持续性或周期性下腹疼痛和性交痛，伴有盆腔包块，个别患者可有肋部疼痛
2.除病史外
还需参考体检和妇科检查，激素水平检测和超声、CT检查等。盆腔包块在双合诊时由于盆腔有致密粘连往往不易查出，而作三合诊查出率较高，常可扪及于增厚的骶、主韧带处有小结节或盆腔包块。B超查出包块有助于诊断和盆腔探查术前定位。B超图像为边界清晰的盆腔肿块回声，有少量液体围绕。
3.ORS的诊断标准
（1）1次或多次妇科手术中切除双侧卵巢。
（2）未用雌孕激素替代治疗的情况下，血清FSH呈绝经前水平（<40mU/ml），表明存在有功能的卵巢组织。成功的卵巢残留组织切除后，FSH水平在术后1周内超过40mU/ml。
（3）再次手术时发现：剖腹探查可见盆腔致密粘连，在盆底、骨盆漏斗韧带及输尿管上有小结节，或可见到3～10cm大小的盆腔包块，位于髂内血管附近或阴道残端侧角处，与周围组织如膀胱直肠、乙状结肠粘连。肿块还可包绕输尿管，术中切除组织送病检证实为卵巢组织。
4.病理诊断
多数切除的卵巢残余物组织切片显示，在肿块或粘连增厚的组织中可见正常卵巢组织、单纯囊肿、囊状卵泡或卵泡囊肿、出血性黄体或多个退化程度不等的黄体，黄体外围绕黄素化颗粒细胞和卵泡内膜细胞，证实残余的组织是有功能的卵巢组织。
5.静脉肾盂造影
可显示肾盂扩张和输尿管移位。
6.GnRHa和氯米芬刺激试验
因触发促性腺激素释放刺激，雌二醇值显著增加而证实ORS的诊断。
7.CT和MRI
有关CT和MRI用于ORS诊断的文献报道，其诊断价值尚难以定论。