陰茎がんの初発症状は様々ですが、まず外観上の異常として認識されます。すぐに診断がつきそうなのですが、陰茎の異常を自分で自覚してから実際に医療機関に受診するまで平均10ヶ月とされ、半数以上が1年以上経過してから受診しているのです。初診時の外観は、カリフラワー状に外方に発育するものや結節を形成するものが約半数で、残りは湿疹様の発赤や潰瘍形成、炎症性変化など腫瘤を形成しないので注意が必要です。発生部位は亀頭が最も多く48%、包皮に限局しているのが21%、両者が9%、冠状溝が6%で陰茎体部に発生するのは2%以下です。早期では外観上の変化以外にほとんど症状を認めないことが多いのですが、時に包皮のかゆみや灼熱感をきたすことがあります。進行すれば出血や瘻孔形成、尿道閉塞などをきたします。
陰茎がんの確定診断は生検によってのみ得られます。したがって、異常部位の注意深い観察が必要で、悪性が疑われたら生検が必要となります。生検により悪性度を含む病理学的診断が得られ、これが治療法決定に重要となります。

病理診断が得られれば、CTやエコーなどの画像検査によりステージ診断(進行度)がなされます。陰茎がんではリンパ節の評価が非常に重要になります。陰茎がんの所属リンパ節は鼠径部リンパ節（深部・浅部）と骨盤内リンパ節です。診断時に鼠径部リンパ節腫大を認めるのは58%(20-96%)と報告されていますが、その中で実際にリンパ節転移を認めるのは半数で、残りは炎症性腫大なのです。リンパ節転移の有無は予後に直結するため診断は正確に行わなければなりません。そのため、原発巣の組織学的所見とリンパ節腫大の有無によりアルゴリズムが作成されており、このアルゴリズムに従い、リンパ節生検やリンパ郭清が施行されます。
臨床病期分類は通常TNM分類（2010年）が使用されますが、Jackson分類が使用されることもあります。