Rozpoznanie Ultrasonografia W USG stwierdza się lity, owalny guz położony wewnątrznerkowo lub w sąsiedztwie narządu, mający pseudotorebkę, o niejednolitej echogeniczności. Układ kielichowo-miedniczkowy zajętej nerki może być przemieszczony i zniekształcony (uciśnięty lub poszerzony), czasem całkiem niewidoczny. Guz Wilmsa z reguły nie obejmuje ani nie unosi aorty: zjawisko wskazuje raczej na neuroblastomę.
Tomografia komputerowa W obrazie TK w polu nerkowym stwierdza się zazwyczaj guz o niejednorodnej gęstości, po zakontrastowaniu hipodensyjny względem prawidłowego miąższu nerki, powodujący zniekształcenie lub powiększenie narządu. Można stwierdzić obecność tzw. pseudotorebki. W obrębie guza obecne są obszary zmniejszonej gęstości (hipodensyjne, odpowiadające ogniskom martwicy lub zwyrodnienia torbielowatego) oraz obszary zwiększonej gęstości (hiperdensyjne, odpowiadające wylewom krwawym do guza). Granica między masą guza a prawidłowym miąższem jest najczęściej zatarta. W TK z kontrastem można stwierdzić przerzuty do węzłów chłonnych. Rentgenografia Zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej ma na celu stwierdzenie lub wykluczenie obecności przerzutów odległych, wątroby, szerzenie się guza do światła żyły głównej dolnej lub żyły nerkowej, kontralateralny guz synchroniczny i pozostałości nefrogenne (nefroblastomatoza).