Les principales différences avec le syndrome de Dubin-Johnson portent sur l'élimination de la BSP et l'histologie hépatique.

Dans le syndrome de Rotor, la clairance de la BSP après une injection unique est fortement diminuée et il n'y a pas de réascension du colorant après 45 min. Le même trouble est observé avec les autres colorants.

La capacité de stockage de la BSP par le foie est fortement diminuée, tandis que le transport maximal dans la bile est normal ou peu diminué.

Ces observations suggèrent que l'anomalie moléculaire pourrait porter sur une protéine de liaison et de stockage intrahépatocytaire (et non pas sur le transporteur canaliculaire). Enfin, l'examen histologique du foie est normal: il n'y a pas d'accumulation de pigment dans les hépatocytes.