L'hémorragie sous-arachnoïdienne mettant en jeu le pronostic vital, toute personne souffrant d'un mal de tête massif, soudain et écrasant qui n'a jamais été ressenti comme tel auparavant doit se rendre aux urgences d'un hôpital (s'il n'y a pas d'autres symptômes associés). En cas de symptômes supplémentaires, il faut appeler le médecin d'urgence pour obtenir de l'aide.
Dans la suite du traitement, le médecin traitant tente de déterminer l'évolution des troubles dans le temps, et une personne accompagnant le patient peut donner des informations supplémentaires sur l'évolution exacte des troubles. C'est notamment le cas si le patient est confus ou étourdi. Les antécédents familiaux sont ensuite relevés pour savoir s'il y a eu des antécédents d'accidents vasculaires cérébraux et d'hémorragies cérébrales, car il n'est pas rare qu'ils soient fréquents dans la famille.
Des techniques d'imagerie sont utilisées pour diagnostiquer le BRS. Une tomodensitométrie (TDM) montre généralement l'hémorragie sous-arachnoïdienne sous la forme d'une zone blanche et plate située près de la surface du cerveau. Alors que presque tous les BRS sont détectés par le CT dans les 12 premières heures après l'hémorragie, le CT détecte encore 93% des BRS présents après 24 heures. Pour cette raison, le scanner est considéré comme la méthode d'examen la plus fiable dans la phase aiguë après une hémorragie sous-arachnoïdienne. Si 7 jours se sont déjà écoulés depuis l'apparition du BRS, un changement pathologique n'est détecté qu'une fois sur deux.
Dans certains cas, comme chez les patients extrêmement anémiques, le BRS ne peut être détecté que par IRM ou ponction lombaire. En réponse à l'hémorragie, les vaisseaux touchés peuvent se spasmer (vasospasme), entraînant une paralysie supplémentaire chez certaines personnes. Ces vasospasmes ne peuvent être détectés qu'à l'aide d'un examen échographique spécial des vaisseaux du cerveau (échographie Doppler transcrânienne).
Pour identifier la source du saignement (anévrisme), le médecin effectue une radiographie des vaisseaux (angiographie), qui est toujours considérée comme la meilleure méthode, bien que des examens plus simples soient désormais disponibles (angiographie par résonance magnétique, angiographie par scanner).