Se realiza un examen físico y neurológico completo y el médico:

• Comprueba si hay problemas de visión, movimiento, sensibilidad, reflejos, comprensión y expresión oral
• Escucha un soplo cuando utiliza el estetoscopio para auscultar las arterias carótidas en el cuello. El soplo es causado por un flujo sanguíneo turbulento
• Revisa y evalúa la presión arterial

Las pruebas ayudan al médico a determinar tipo, ubicación y causa de la apoplejía y descartar otros trastornos que pueden ser responsables de los síntomas.

• Tomografía computarizada del cerebro: Se realiza poco después de comenzar los síntomas de un derrame cerebral
• Angiografía por resonancia magnética o angiografía por tomografía computarizada: Se realiza para comprobar si hay vasos sanguíneos anómalos en el cerebro que pueden haber causado el accidente cerebrovascular
• EEcocardiograma: Si la apoplejía ha sido causada por un coágulo de sangre desde el corazón
• Dúplex carotídeo (un tipo de ultrasonido): Muestra si el estrechamiento de las arterias del cuello (estenosis de la carótida) son los responsables del infarto
• Angiografía de la cabeza: Revela los vasos sanguíneos bloqueados o sangrantes y ayuda al médico a decidir si la arteria se puede reabrir usando un tubo delgado
• Pruebas de laboratorio: Recuento sanguíneo completo,  tiempo de sangrado y pruebas de coagulación de la sangre (tiempo de protrombina o tiempo parcial de tromboplastina)
• Electrocardiograma y  control del ritmo cardíaco: Ayudan a determinar si un latido cardíaco irregular (como fibrilación auricular) causó el accidente cerebrovascular
• También se puede realizar una punción lumbar (examen del líquido cefalorraquídeo)