腫瘤部位的疼痛是本病的突出癥狀，乃因腫瘤組織侵蝕和溶解骨皮質所致。
1.疼痛腫瘤部位發生不同程度的疼痛是成骨肉瘤非常常見和明顯的癥狀，主要由于膨脹的腫瘤組織破壞骨皮質，刺激骨膜神經末梢引起。疼痛可以由最初時的間歇性幾周以后發展為持續性，疼痛的程度也可以有所增強。下肢疼痛可出現避痛性跛行。
2.腫塊
病情發展后，局部可出現腫脹，可以在肢體疼痛部位觸及腫塊，伴有明顯的壓痛。腫瘤增長迅速者甚至 可以從外觀上發現腫塊的存在。腫塊表面皮膚可以出現溫度增高和淺表靜脈顯露現象，腫塊表面和附近軟組織可以有不同程度的壓痛。隨著骨化程度的不同，腫物的硬度各異。瘤體增大，造成關節活動受限和失用性肌肉萎縮。
3.跛行
由于肢體疼痛而引發的避痛性跛行，隨著病情的進展而加重，患病時間稍長者可以出現關節活動受限和肌肉的失用性萎縮。
4.全身狀況
明確診斷時，一般患兒的全身狀況也較差。全身癥狀為發熱、不適、體重下降、貧血以至衰竭。個別病例腫瘤增長很快，早期就發生肺的轉移瘤，致全身狀況惡化。經瘤體部位的病理骨折使癥狀更加明顯。
X線檢查：
骨肉瘤具有典型的X線所見，其特點是骨破壞兼有新骨形成。腫瘤多居長管狀骨的干骺端中心部，表現為喪失正常骨小梁而出現境界不清的破壞區。無論新骨、腫瘤骨或死骨，致密度均增高。
腫瘤侵蝕骨皮質而有明顯破壞和新生骨。骨外膜揭起后拉長的血管與骨干垂直。沿血管產生新骨形成“日光放射”狀陰影。掀起的骨膜與骨干之間形成三角形新生骨稱“考德曼套袖狀三角”。這種變化并非骨肉瘤所特有，在骨髓炎和尤文肉瘤也可見到。腫瘤晚期在X線片上可看到超出骨皮質的軟組織陰影，偶可見病理骨折。
某些病例有堿性磷酸酶升高，這說明腫瘤骨的成骨作用增強。
根據臨床表現和實驗室和輔助檢查結果可診斷。