Dieta przy fenyloketonurii opiera się na eliminacji z niej składnika, który odpowiedzialny jest za objawy chorobowe, czyli aminokwasu fenyloalaniny. Dzięki temu nie będzie ona odkładana w komórkach nerwowych, co zapobiegnie powstawaniu ich uszkodzeń. Produktami których szczególnie należy unikać są:
Niezwykle ważna jest także suplementacja określonych substancji, z których najważniejsza jest tyrozyna, jako że w prawidłowych warunkach powstaje ona z przetwarzania fenyloalaniny. Dzięki dostarczaniu jej z zewnątrz możliwe jest uniknięcie jej niedoborów na podłożu fenyloketonurii. Niektóre pokarmy zawierające śladowe ilości fenyloalaniny mogą być spożywane w niewielkich ilościach raz na jakiś czas, jednak zawsze należy to skonsultować z lekarzem prowadzącym leczenie.