低苯丙氨酸飲食療法是目前治療經典型PKU的惟一方法，治療的目的是預防腦損傷。
飲食療法的原則是使苯丙氨酸的攝入量能保證生長和代謝的最低需要量。由于患者肝臟苯丙氨酸羥化酶的缺少，使苯丙氨酸不能正常代謝生成酪氨酸而在血液中大量蓄積，造成神經系統損害，且苯丙氨酸又經旁路代謝生成苯丙酮酸、苯乙酸，經尿液大量排出，造成患兒尿液有鼠尿味。苯丙氨酸是必須氨基酸，供應不足也會導致生長發育遲緩，嚴重會導致死亡。所以，苯丙氨酸既不能攝入太多，也不能攝入太少，由于天然蛋白質中均含有4～6%的苯丙氨酸，所以必須控制天然蛋白質的攝入，而以低或無苯丙氨酸的奶粉、蛋白粉作為PKU患兒蛋白質的主要來源。總蛋白質攝入量中80%來自人工蛋白質，20%來自天然蛋白質，還要保證給予足夠的熱量。治療中既要嚴格限制苯丙氨酸的攝入，以防止苯丙氨酸及其代謝產物的異常蓄積，又要滿足機體的需要，從而保證患兒的正常發育。對乳兒母乳仍是最好的飲食，給予計算量的母乳，對患兒的發育十分有利，因此切忌停喂母乳。