医生通过病史和体检就能作出脑卒中的诊断。体检可帮助医生确定大脑受损的部位。计算机体层摄影(CT)和磁共振成像(MR1)常用于确诊，但这些检查要在几天后才能显示诊断。CT和MRI也可帮助排除由出血或肿瘤引起的脑卒中。当考虑急诊手术时，需作血管造影。

　　应尽可能明确脑卒中的真正原因，脑卒中是由到达脑部的血凝块(栓子)引起的还是由动脉硬化造成血管闭塞(动脉血栓)引起的。

　　如果血凝块或栓子是脑卒中的原因，那么基础病因未得到纠正时就有可能再次发生脑卒中。例如如果心律失常导致在心脏形成血凝块，治疗心律失常可预防新的血凝块形成及另一次脑卒中的发生。在这些病例中，需常规作心电图(寻找心律异常)或其他心脏检查，这些检查包括持续24小时动态心电图(Holter)检查和评价心脏房室和瓣膜的超声心动图。

　　其他的试验室检查少有帮助，但常用来排除其他原因引起的脑卒中，如红细胞减少(贫血)、红细胞增多(红细胞增多症)、白细胞癌(白血病)或感染。脑卒中后很少使用腰椎穿刺术检查，只有需要确定颅内压力是否正常时才采用这一检查，通常要作CT和MRI。腰椎穿刺术可用于检查颅内感染，可测定脑脊液压力或脑卒中是否是由出血引起。