医生会进行腹部检查以及三合诊检查（即为直肠、阴道、腹部的联合检查，医生会用手指伸入阴道和直肠，另一手放在腹部，双手相互协调，检查有无异常，无性生活女性仅行肛查。查体可发现盆腔包块，或扪及子宫直肠陷凹结节。
其中上皮性癌包块多为囊实性或实性，结节不平且多与周围组织粘连。有远处淋巴结转移时可在腹股沟、锁骨上等处扪及肿大的淋巴结。恶性生殖细胞肿瘤95%以上为单侧性包块，合并大量腹水者腹部检查可发现叩诊浊音。
肿瘤标志物包括CA125、HE4、ROMA指数、甲胎蛋白（AFP）、β-人绒毛膜促性腺激素（β-HCG）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、乳酸脱氢酶（LDH）、CA199、CA153、癌胚抗原（CEA）等。
其中CA125是上皮性卵巢癌最常用的肿瘤标志物，约80%的上皮性卵巢癌患者CA125可能明显升高。
抽取腹腔积液或腹腔冲洗液和胸腔积液做细胞学检查可能查见恶性细胞。
通过手术切下或直接采可疑组织做病理组织学检查是确诊卵巢癌的金标准。
卵巢癌筛查的首选检查方法。
可较好判断肿物性质、定位以及其和周围器官、相邻结构的关系，并可用于评估是否存在转移病灶及手术切除的可行性。PET-CT一般不作为初次诊断的检查。
有肿瘤家族史的患者应考虑行乳腺超声和（或）钼靶检查。
根据个体情况还可选择其他检查，如胃肠镜、胃肠钡餐、静脉肾盂造影、盆腹部X线、膀胱镜等检查。
临床上在有腹腔镜手术指证的情况下，可通过腹腔镜手术探查并切除可疑组织以进行进一步的检查。
