Диагностика мезотелиомы плевры включает в себя сбор анамнеза, физикальное обследование, компъютерную томографию или МРТ (диагноз МП невозможно поставить на обычных рентгенограммах), затем желательна торакоскопия с биопсией. Дифференциальный диагноз проводится между метастазами по плевре различных первичных опухолей (легкого, толстой кишки, яичников, молочной железы и др, а также синовиальной саркомы). Диагноз МП может считаться на 100 % доказанным только после ИГХ. Для МП характерно наличие ряда маркеров: кальретинин, антиген WT-1, виментин, мезотелин