Om tot een definitieve diagnose te komen, zal bijna altijd een biopsie nodig zijn. Bij een biopsie worden stukjes weefsel weggehaald van de plaats waar de afwijking zit. Vaak wordt de zogenoemde dikkenaaldbiopsie gedaan. Na een plaatselijke verdoving maakt de arts een klein sneetje, brengt daardoor in het weefsel een holle naald in en verwijdert een dun pijpje weefsel (of meerdere pijpjes weefsel).  

Als de biopsie met de dikke naald niet mogelijk is, dan moet tijdens een operatie het verdachte weefsel uit de borst worden verwijderd. Hiervoor is een korte ziekenhuisopname noodzakelijk.

Voorafgaand aan de operatie markeert de radioloog in de borst de afwijking met behulp van een metalen draadje of een beetje radioactieve vloeistof. Zo wordt zichtbaar welk stukje weefsel verwijderd moet worden. Dit markeren gebeurt onder röntgendoorlichting of met behulp van echografie.

Bij de meeste patiënten is een operatie niet nodig. Bij vrouwen bij wie de afwijking zó klein is dat deze niet voelbaar is, zal men de biopsie doorgaans proberen uit te voeren onder röntgendoorlichting. Zo'n heel kleine afwijking bestaat meestal uit een groepje kalkspatjes (microcalcificaties). Die worden nogal eens ontdekt bij vrouwen die aan het bevolkingsonderzoek hebben deelgenomen.  

Een patholoog onderzoekt het verkregen weefsel onder de microscoop: histologisch onderzoek. Daarmee is de definitieve diagnose te stellen.