脑动脉盗血综合征根据病史、临床症状和实验室检查资料可以进行诊断。
临床诊断根据患侧上肢动脉搏动显着减弱或消失，血压低与健侧20mmHg以上，同侧颈部闻及收缩期杂音，超声检查发现血管狭窄或闭塞，活动患肢可诱发或加重椎-基底动脉供血不足症状等。DSA检查发现造影剂逆流入患侧血管可确诊，确诊病变部位有赖于血管造影，CT，MRI。
另外脑动脉盗血综合征还需与以下疾病进行鉴别
1、冠状动脉供血不足：冠状动脉供血不足主要由冠状动脉粥样硬化所引起，只是由于程度较轻，尚未引起症状而已，因此容易造成动脉硬化的诱因如高血压、高血脂、糖尿病和吸烟都与本病的发生有直接关系。
2、心脏神经官能症：病人常诉心前区疼痛，位于心尖部或乳头下，位置局限，表现为针刺样，持续仅数秒钟，含用硝酸甘油无效或立即"见效"、或10分钟以上才"见效";患者常有叹息状呼吸、手心和腋下多汗、心悸、失眠、注意力不集中等。
