心尖區收縮期雜音是其最主要的體征，雜音多為全收縮期的，呈高調吹風樣，多向腋下及左肩胛部傳導，當累及瓣葉交界區或後瓣時，雜音可傳導至胸骨左緣二、三肋間及主動脈瓣第二聽診區。深吸氣時雜音響度減弱，呼氣時響度可稍增強。
少數為粗糙雜音，當累及腱索或乳頭肌時可有音樂樣雜音，雜音的響度取決於瓣膜損害程度、返流量以及房室間的壓力差。其他體征尚有第一心音的減弱，肺動脈瓣區第二心音亢進，以及出現病理性第三心音等。心尖區可有抬舉性搏動和全收縮期震顫。
心電圖檢查
輕度二尖瓣關閉不全者心電圖可正常。嚴重者可有左心室肥大和勞損；肺動脈高壓時可出現左，右心室肥大的表現。慢性二尖瓣關閉不全伴左心房增大者多有心房顫動。窦性心律者P波增寬且呈雙峰形，提示左心房增大。
心導管及選擇性左心室造影檢查
左心房壓力升高，收縮期平均壓可達2～2.7kPa（15～20mmHg），壓力曲線示V波高而尖，下降急驟，V波大於Q波，單純二尖瓣關閉不全病例左心房和左心室舒張期壓差不明顯。
超聲心動圖檢查
輕度二尖瓣關閉不全，超聲心動圖檢查可無異常征象，關閉不全程度發展後則左心室容量負荷逐漸加重，左心室及左心房均擴大。切面超聲心動圖見心室間隔和左心室後壁收縮力增強，左心房可顯示收縮期擴張性搏動。瓣葉、腱索和乳頭肌增厚增粗者，回聲反光增強，心室收縮時二尖瓣前後瓣葉對合不全。
二尖瓣狹窄並有關閉不全者，則顯示瓣口小且對合不全。由於腱索斷裂引起的二尖瓣關閉不全，切面超聲心動圖可顯示腱索斷裂的瓣葉在心室收縮時翻轉入左心房，心室舒張時又迅速從左心房返回左心室。
胸部X線檢查
胸部X線檢查顯示左心房、左心房擴大，心髒右緣形成雙重密度增高陰影，肺動脈段突出，主動脈弓小。胸部X線透視可見到收縮期時左心房呈現擴張性搏動，左心室搏動強烈，食管鋇餐檢查顯示食管被擴大的左心房壓迫移向後方，肺野血管無明顯改變或輕度擴張，X線檢查尚可判明瓣環有無鈣化病變。
