出血进入蛛网膜下腔，发生继发性蛛网膜下腔出血时，腰椎穿刺可能发现血性脑脊液。
头颅CT平扫为首选检查，可以迅速明确脑内出血的部位，范围和血肿量，以及血肿是否破入脑室，是否伴有蛛网膜下腔出血等，也可鉴别脑水肿和脑梗死，血肿的占位效应可通过侧脑室的受压移位，大脑镰的移位及基底池的丧失来推测，这有助于治疗方案的选择和预后的判断，还可根据血肿部位和增强后的CT表现来鉴别其他病因，如血管畸形，动脉瘤，肿瘤等。
当怀疑引起脑出血的病因是高血压以外的因素时，进行MRI检查是有价值的，可以鉴别诊断脑血管畸形，肿瘤，颅内巨大动脉瘤等，但MRI检查费时较长，病情较重的急性病例在检查时，必须对病人的生命体征和通气道进行监护，以防意外，另外，不同时期血肿的MRI表现也较为复杂，有时反而给诊断带来困难。
脑血管造影可以明确诊断动脉瘤或血管畸形，但是当脑血管造影阴性，特别是在脑内血肿较大时，应考虑破裂的动脉瘤或血管畸形被暂时压迫阻塞而不显影;微小的血管畸形，血管造影也可为假阴性。
