El signo principal de este trastorno es un tamaño de la cabeza significativamente menor que el de otros niños de la misma edad y sexo.

El tamaño de la cabeza se mide como la distancia alrededor de la parte superior de la cabeza del niño (circunferencia). El uso de tablas de crecimiento estándar, la medición se compara con las mediciones de otros niños en percentiles. 

Algunos pacientes que padecen fases iniciales de la enfermedad están dentro de las tablas de circunferencia cerebral. Pueden estar en los percentiles del primer tercio, o incluso del segundo tercio. 

En los niños con microcefalia, el tamaño de la cabeza medidas muy por debajo del primer percentil. Estas características pueden acompañar microcefalia severa:

• Tener la frente claramente inclinada hacia la parte trasera de la cabeza
• Las orejas son mayores en proporción que en el resto de las personas
• En ocasiones leves problemas de deficiencias visuales

Es probable que el médico pueda diagnosticar la microcefalia en el momento del nacimiento del bebé o en una visita médica de rutina en el principio de desarrollo. Sin embargo, si el médico cree que la cabeza del bebé es más pequeña de lo normal o no crece como debiera, se realizarán pruebas específicas.