Tłuszczakomięsak wielopostaciowy objawia się jako twarda rozprężająca masa, często stwierdza się krótką historię choroby.
Rozpoznanie Tłuszczakomięsak, podobnie jak inne mięsaki jest wykrywany w badaniach obrazowych, z których największą rolę pełni rezonans magnetyczny (MRI). Ponadto, w przeciwieństwie do innych mięsaków tkanek miękkich, rozpoznanie tłuszczakomięsaka może być postawione poprzez badania obrazowe.
Badania obrazowe thumb|Tłuszczakomięsak w obrębie klatki piersiowej, obraz TK Badaniem obrazowym mającym największe znaczenie dla postawienia rozpoznania tłuszczakomięsaka jest rezonans magnetyczny, a mniejszą przydatność wykazuje tomografia komputerowa (TK). Ta druga technika znajduje zastosowanie w diagnostyce przerzutów w płucach oraz zmian w przestrzeni pozaotrzewnowej, gdzie jej skuteczność jest porównywalna do rezonansu magnetycznego. Do wstępnej diagnostyki może być stosowana ultrasonografia (USG).