診斷應根據發病機制、臨床表現的變化，并結合輔診手段作動態分析。
1.病史詢問 受傷時間、致傷原因、致傷時情況，了解傷后有無昏迷和近事遺忘、昏迷時程長短，有無中間好轉或清醒期，有無嘔吐及其次數，有無大小便失禁，有無抽搐、癲癎發作，肢體運動情況，接受過何種處理。傷前有無酗酒、精神失常、癲癎、高血壓、心臟病、腦中風等。
2.神經系統檢查 重點檢查意識、瞳孔、肢體活動、錐體束征和腦膜刺激征等。
3.頭部檢查 頭皮傷情況，眼瞼、結膜和乳突部有無淤血，耳、鼻、咽部有無出血和腦脊液流出。
4.生命體征 重點觀察呼吸、脈搏和血壓變化。
5.全身檢查 有無頜面、胸腹臟器、骨盆、脊柱和四肢損傷。有低血壓和休克時更應注意合并傷。
6.頭顱X線平片檢查 疑有顱骨骨折者應攝正、側位片。枕部著力傷加攝額枕位(湯氏位)片，凹陷性骨折攝切線位片。疑有視神經損傷攝視神經孔位片，眼眶部骨折攝柯氏位片。
7.腰穿 了解蛛網膜下腔出血程度及顱內壓情況。重型傷顱內高壓明顯或已出現腦疝征象者禁忌腰穿。
8.CT掃描 是目前輔助診斷顱腦損傷的重要依據。能顯示顱骨骨折、腦挫裂傷、顱內血腫、蛛網膜下腔出血、腦室出血、氣顱、腦水腫或腦腫脹、腦池和腦室受壓移位變形、中線結構移位等。病情變化時應行CT復查。
9.MRI 急性顱腦損傷患者通常不作MRI檢查。但對病情穩定的彌漫性軸索損傷、大腦半球底部、腦干、局灶性挫裂傷灶和小出血灶、等密度亞急性顱內血腫等，MRI常優于CT掃描。