Biopsja thumb|Diagnostyczna biopsja pod kontrolą USG guza w lewym ramieniu Standardowym postępowaniem po wykonaniu badań obrazowych jest diagnostyczna biopsja gruboigłowa lub biopsja wycinająca w przypadku powierzchniowych (znajdujących się powyżej powięzi) zmian o wielkości poniżej 3 cm. Biopsja jest planowana w taki sposób, aby nie utrudniać wykonania radykalnego onkologicznie leczenia miejscowego, a miejsce jej przebiegu w tkankach i powstająca po niej blizna w miarę możliwości mogły zostać wycięte podczas resekcji nowotworu. Miejsce wykonania biopsji może być oznaczane tatuażem.
Badanie histopatologiczne Badanie histopatologiczne materiału uzyskanego w biopsji lub preparatu pooperacyjnego umożliwia ostateczne rozpoznanie mięśniakomięsaka gładkokomórkowego, pozwala ocenić zaawansowanie choroby oraz dostarcza istotnych rokowniczo informacji. Rozpoznanie opiera się na ocenie atypii, martwicy i aktywności mitotycznej.
Nie ma specyficznego profilu immunohistochemicznego charakterystycznego dla mięśniakomięsaka gładkokomórkowego.