Aby zdiagnozować chorobę hemolityczną płodu przed urodzeniem, początkowo stosowano wyłącznie standardowe USG. Zmiany USG są jednak na tyle mało uchwytne, że to badanie pozwala jedynie na wychwycenie ciężkich, często nieodwracalnych zmian. Od lat 90. XX wieku USG ma jedynie zastosowanie pomocnicze, pozwala np. oszacować wiek płodu (co ma znaczenie w interpretacji badań dopplerowskich i spektrometrycznych) lub wykryć choroby towarzyszące. Standardową procedurą medyczną wykonywaną w kierunku zdiagnozowania tej choroby w Polsce jest badanie dopplerowskie przepływu krwi w tętnicach mózgu. Bada się przede wszystkim skurczową prędkość maksymalną przepływu w tętnicy środkowej mózgu (PSV MCA). Wartość prawidłowa zależy od tygodnia ciąży. Jeżeli jest ona wyższa o co najmniej 50% od mediany dla danego okresu ciąży, można stwierdzić wysokie ryzyko występowania choroby hemolitycznej. Badanie to powinno się wykonać do 35. tygodnia ciąży, później jest niemiarodajne. Przykładowo wartością wystarczającą do stwierdzenia tej choroby w 25 tygodniu jest 48, a w 30 tygodniu – 60 jednostek.