הדמיית שד באמצעות תהודה מגנטית (Magnetic Resonance Imaging) היא הבדיקה הרגישה ביותר לגילוי מוקדם של סרטן השד, ושיעורי הגילוי שלה מגיעים עד לכ-95%. למרות שהבדיקה אינה כרוכה בקרינה, עלותה גבוהה ובפענוח התוצאות שלה מתגלה שיעור גבוה של ממצאים המוגדרים חשודים גם כאשר הם אינם סרטניים.
היתרון הגדול של הבדיקה הוא הרגישות הגבוהה שלה גם בשד עם רקמה סמיכה, ויעילותה בנשאיות של מוטציות מוכחת. ניתן לקבל דגימה של רקמת שד באופן מלעורי לצורכי אבחון בהנחיית הדמיה זו. כיום יש חובה על קופות החולים לאפשר את השימוש בבדיקת MRI לנשאיות מוטציה בגן BRCA.
במצבים מסוימים מבוצעת בדיקת MRI בנשים שאינן נשאיות אך אובחן אצלן גידול סרטני בשד. במצב זה MRI עשוי לעזור בהגדרת גודל הגידול ולשלול נוכחות גידולים נוספים שלא אותרו באמצעים אחרים, כולל בשד הבריא. המלצה על הבדיקה במצב זה נתונה לשיקול דעת הרופא המטפל ובד"כ מכובדת ע"י קופות החולים.