Для диагностики рака желудка в первую очередь применяется гастроскопия, позволяющая обнаружить даже ранний рак, радикальное лечение которого, как правило, приводит к полному выздоровлению. Помочь в диагностике рака желудка может и рентгеноскопия брюшной полости. Экзофитно растущие опухоли на рентгенограмме проявляются дефектом наполнения, который может иметь неровный, зазубренный край или вид цветной капусты. Складки слизистой оболочки желудка рядом с дефектом прерываются. При распаде опухоли образуется язва, иногда обширная, и тогда можно обнаружить рентгенологический симптом ниши. Симптом ниши при раке характерен тем, что дно ниши не выходит за пределы стенки желудка. Иногда края ниши имеют выступающий в просвет желудка вал — это характерный рентгенологический симптом блюдцеобразного рака. В свою очередь при эдофитно растущих опухолях желудка дефект наполнения бывает плоским.
Стенки желудка рядом с зоной поражения не перистальтируют в связи с инфильтрацией мышечного слоя. Желудок при инфильтративном раке сморщен, малая кривизна укорочена. В некоторых случаях преимущественно подслизистый рост опухоли не меняет рельефа складок слизистой оболочки. Изъязвление эндофитной опухоли проявляется неглубокой нишей. Двойное контрастирование желудка (в брюшную полость вводят воздух) позволяет определить толщину стенки органа, что дает возможность заподозрить ранние стадии рака. Окончательное подтверждение диагноза получают во время гастроскопии. Современное гастрофиброскопическое исследование позволяет не только определить локализацию, анатомический тип роста опухоли, но и получить отпечатки с поверхности опухоли и произвести биопсию. При невозможности окончательной постановки диагноза используют лапароскопическое исследование органов брюшной полости. Вспомогательное значение имеют лабораторные методы исследования: так, у больных можно отметить анемию, повышение СОЭ, часто обнаруживается ахилия и положительная реакция на скрытую кровь в кале.