Obraz kliniczny choroby Hashimoto jest mało charakterystyczny, ponieważ u wielu pacjentów na początku nie stwierdza się żadnych objawów ze strony organizmu lub są one bardzo dyskretne. U dzieci pierwszymi symptomami niedoczynności tarczycy są problemy z nauką i zwolnienie tempa wzrostu. Często jednak nie kierują one uwagi lekarza na prawdziwą przyczynę, jaką jest proces autoimmunologiczny zlokalizowany w obrębie gruczołu tarczowego. U chorych, u których choroba zaczyna się manifestować, można zauważyć zmiany związane ze spowolnieniem metabolizmu takie jak: przewlekłe zmęczenie, osłabienie, senność lub bezsenność, przygnębienie, uczucie zimna, zaparcia, suchość skóry, obrzęk powiek, twarzy i dłoni, wzrost masy ciała przy normalnym żywieniu, wydłużenie się okresu krwawienia miesiączkowego, wypadanie włosów, nerwowość, rozdrażnienie. Jako że choroba najczęściej dotyka kobiety, bywa rozpoznawana podczas kontrolnych badań internistycznych lub ginekologicznych. Zwykle podstawą zgłoszenia się do lekarza jest wydłużenie się krwawienia miesięcznego lub nagłe przybranie masy ciała, pomimo normalnego apetytu.
W związku z często bezobjawowym przebiegiem schorzenia lub występowaniem symptomów mało charakterystycznych, chorobę diagnozuje się na podstawie szeregu badań klinicznych, do których należą: