Basándose en los síntomas clínicos, el médico realizará varias pruebas para confirmar un aneurisma o una hemorragia subaracnoidea. El procedimiento inicial suele ser una tomografía computarizada de la cabeza o en sui lugar, una prueba de resonancia magnética, aunque no es tan sensible  para detectar una hemorragia subaracnoidea. La exploración es más útil cuando se realiza dentro de las 72 horas desde la ruptura, ya que más tarde puede pasar por alto los signos de hemorragia.

Si la tomografía computarizada da negativo para una hemorragia o proporciona un diagnóstico incierto, el médico puede solicitar un análisis de líquido cefalorraquídeo (punción lumbar). Si la prueba da positivo, se realiza una angiografía cerebral para trazar el mapa de los vasos sanguíneos del cerebro y de la zona dañada. Aproximadamente el 15% de las personas que sufren una hemorragia subaracnoidea tienen más de un aneurisma, por lo que la angiografía debe incluir tanto la arteria carótida común que se alimenta la parte frontal del cerebro y la arteria vertebral que alimenta la base del cerebro. A veces ocurre que la angiografía no encuentra el aneurisma y se debe repetir. Si se presentan convulsiones se puede realizar un electroencefalograma para medir la actividad eléctrica del cerebro.