O método mais fiável de diagnóstico do cancro do colo do útero é a biopsia patológica cervical. Para casos precoces, a TCT (citologia de base líquida), o HPV (papilomavírus humano) e também a colposcopia são geralmente realizados e avaliados através de um procedimento de biopsia cervical em três etapas, em que o diagnóstico definitivo se baseia no diagnóstico histológico. Uma biopsia cervical é uma biopsia de um ou vários pontos de uma área anormal sob exame colposcópico e avaliação. Para aqueles com TCT ou HPV anormais, mas com uma superfície colposcópica lisa mostrando uma zona de transformação de tipo III e nenhuma anomalia observada, pode ser realizado um arranhão concomitante do canal cervical para ajudar no diagnóstico. Para pacientes individuais cuja biopsia cervical não exclui carcinoma invasivo, ou que são suspeitos de ter carcinoma microinvasivo, a conização é geralmente necessária.