La diagnosi è abbastanza facile quando il condroma mixoide colpisce le ossa lunghe. Alla radiografia standard, il fibroma condromixoide appare come un'area dell'osso completamente distrutta, di forma tondeggiante o ovalare, in genere localizzata alla periferia dell'osso e delimitata da un orletto ispessito.
All'interno dell'area possono essere visibili lamelle (trabecole) e piccole aree di calcificazione. Altri esami di secondo livello come risonanza magnetica, TC (tomografia computerizzata) e scintigrafia, contribuiscono a caratterizzare la lesione, ma non sono del tutto risolutivi ai fini della diagnosi.
Nelle altre sedi, per arrivare alla diagnosi è indispensabile la biopsia ossea (prelievo di un frammento di osso) con successivo esame al microscopio (esame istologico) dei campioni prelevati.
Si osserva al microscopio una combinazione variabile di cellule cartilaginee, di alterazione del tessuto connettivo che acquista una consistenza gelatinosa e di aree fibrose. Si tratta di lesioni benigne e la degenerazione maligna è del tutto eccezionale.
Tuttavia, dati i sintomi che determinano e la somiglianza per alcuni aspetti a lesioni più pericolose come quelle del condrosarcoma, il fibroma condromixoide richiede l'esecuzione di un esame bioptico (biopsia) poiché la diagnosi definitiva è istologica, vale a dire basata sull'osservazione al microscopio.