恶性弥漫性胸膜间皮瘤的诊断首先需要胸部放射学检查。
        典型的胸部X线表现为胸腔积液、胸膜增厚和肿块。胸部后前位像和侧位像可清楚显示患侧胸腔积液，约半数以上病人除了胸腔积液外，胸片上还可见到沿胸膜侧壁呈现波浪形生长的多发胸膜团块影，以及弥漫性胸膜结节性增厚。这些为恶性弥漫性胸膜间皮瘤的诊断提供了极有价值的线索。
        胸部CT上可显示患侧胸廓缩小、胸膜显著增厚、胸腔积液，少数病例可见胸膜斑。此外胸部CT还能清楚显示沿胸膜表面大块不规则形肿块，有的肿瘤沿叶间裂生长并伸延到纵隔内、横膈上，也可以经后纵隔长入对侧胸腔。部分病例尚可见到肺表面结节，结节内可有不规则钙化。最后在胸部CT上沿胸壁和肿瘤的边缘还可见到致密的钙化斑和线样钙化。胸部CT有时可见肿瘤长出骨性胸廓，破坏肋骨，以及胸壁软组织块影。