Se sospecha generalmente que el bebé tiene el Síndrome de Down durante el nacimiento o poco tiempo después. Al inicio el diagnóstico se basa en algunas características físicas encontradas al nacer como ojos oblicuos; nariz pequeña y de puente algo bajo; orejas pequeñas y de baja implantación; manos pequeñas, con dedos cortos y poca tonicidad muscular.

El diagnóstico se confirma mediante un estudio en sangre conocido como Cariotipo donde se revisan los cromosomas y se observa que hay un cromosoma extra, el cual se aloja en el grupo del par 21 por eso se conoce con el nombre de Trisomía 21 por lo tanto sus células tendrán 47 cromosomas.

Todos tenemos 46 cromosomas en cada una de nuestras células, 22 son autosomas y uno de los pares determina el sexo. En el Síndrome de Down no existen grados intermedios, los rasgos físicos pueden estar más o menos acentuados en algunas personas que en otras, una vez realizado el diagnóstico, se comprueba que el Recién nacido tiene o no tiene Síndrome de Down.