腦血管痙攣常用的診斷方法包括CT，數字減影血管造影（DSA）和經顱多普勒血流分析（TCD）等。
CT診斷髮現SAH準確率達99%以上，但對於動脈瘤和腦血管畸形的檢出率僅爲34%，因此不能作爲病因診斷的唯一手段。
在臨牀上，可以根據CT顯示的出血量估計腦血管痙攣的嚴重程度，即Fischer分級。根據該標準，0級爲未見出血，腦血管痙攣發生率約爲3%，1級爲僅見基底池出血，血管痙攣發生率14%，2級爲周邊腦池或側裂池出血，血管痙攣發生率38%，3級爲廣泛SAH伴腦實質內血腫，4級爲基底池和周邊腦池、側裂池較厚積血，相應的血管痙攣發生率均超過50%。
全腦血管造影對動脈瘤和腦血管畸形的陽性檢出率很高，可以清晰顯示腦血管各級分支，動脈瘤的位置大小或畸形血管的形態分佈，爲治療提供可靠的客觀依據，因此一直被作爲判斷腦血管痙攣的金標準。但也有一定缺點，如，屬於一項有創性檢查，而且價格相對昂貴，操作複雜，有時不被病人接受。
TCD也是監測SAH後腦血管痙攣的一種較好的方法，特別是可以在一天內多次監測，動態觀察SAH後腦血流動力學變化情況，對腦血管痙攣的診斷及預後判斷均具有重要價值。其基本原理爲通過血流速度的變化估計管腔狹窄的程度，最重要的檢測部位通常爲雙側MCA，也可監測顱外段頸內動脈的血流狀況。
正常MCA血流速度爲30~80 cm/s，一般腦血管痙攣的診斷標準爲血流速度超過120 cm/s。 TCD的優點爲操作簡便，價格便宜，對病人無創傷，但通過血流速度間接診斷腦血管痙攣，特異性較高而敏感性相對較低，因此有人提出，將TCD診斷血管痙攣的標準從120 cm/s降低到80 cm/s。如懷疑存在血管痙攣，整個治療期間均持續動態行TCD檢查。
對於微血管痙攣，出現了一種新的檢測方法，即正交極化光譜成像。這種方法可以定性和定量分析大腦皮層的微循環，相關文獻報告，在SAH早期即可見到毛細血管密度顯著降低，大腦皮層小動脈和微動脈發生血管痙攣。
SAH早期有55%的患者發生節段性微血管痙攣，血管直徑減少可多達75%，由此可引起臨牀症狀，並最終影響臨牀轉歸。基於以上發現，該研究作者認爲，SAH早期，即使腦血管造影或TCD尚未發現血管痙攣，也應儘早開始治療。
