肿瘤部位的疼痛是本病的突出症状，乃因肿瘤组织侵蚀和溶解骨皮质所致。
1.疼痛肿瘤部位发生不同程度的疼痛是成骨肉瘤非常常见和明显的症状，主要由于膨胀的肿瘤组织破坏骨皮质，刺激骨膜神经末梢引起。疼痛可以由最初时的间歇性几周以后发展为持续性，疼痛的程度也可以有所增强。下肢疼痛可出现避痛性跛行。
2.肿块
病情发展后，局部可出现肿胀，可以在肢体疼痛部位触及肿块，伴有明显的压痛。肿瘤增长迅速者甚至 可以从外观上发现肿块的存在。肿块表面皮肤可以出现温度增高和浅表静脉显露现象，肿块表面和附近软组织可以有不同程度的压痛。随着骨化程度的不同，肿物的硬度各异。瘤体增大，造成关节活动受限和失用性肌肉萎缩。
3.跛行
由于肢体疼痛而引发的避痛性跛行，随着病情的进展而加重，患病时间稍长者可以出现关节活动受限和肌肉的失用性萎缩。
4.全身状况
明确诊断时，一般患儿的全身状况也较差。全身症状为发热、不适、体重下降、贫血以至衰竭。个别病例肿瘤增长很快，早期就发生肺的转移瘤，致全身状况恶化。经瘤体部位的病理骨折使症状更加明显。
X线检查：
骨肉瘤具有典型的X线所见，其特点是骨破坏兼有新骨形成。肿瘤多居长管状骨的干骺端中心部，表现为丧失正常骨小梁而出现境界不清的破坏区。无论新骨、肿瘤骨或死骨，致密度均增高。
肿瘤侵蚀骨皮质而有明显破坏和新生骨。骨外膜揭起后拉长的血管与骨干垂直。沿血管产生新骨形成“日光放射”状阴影。掀起的骨膜与骨干之间形成三角形新生骨称“考德曼套袖状三角”。这种变化并非骨肉瘤所特有，在骨髓炎和尤文肉瘤也可见到。肿瘤晚期在X线片上可看到超出骨皮质的软组织阴影，偶可见病理骨折。
某些病例有碱性磷酸酶升高，这说明肿瘤骨的成骨作用增强。
根据临床表现和实验室和辅助检查结果可诊断。