Für die Diagnosestellung der Migräne ist das ärztliche Gespräch und die ausführliche Erhebung der Krankengeschichte von großer Bedeutung. Der Arzt kann allein durch die Anamnese in vielen Fällen bereits feststellen, um welche Art von Kopfschmerzen es sich beim Patienten handelt. Eine genaue Beschreibung der Schmerzen mit ihren Begleiterscheinungen (Symptome) wie Übelkeit, Licht - und Geräuschempfindlichkeit, sind wegweisend und erleichtern die Diagnosestellung für den Arzt, da die Symptome zum Teil spezifisch für Migräneattacken sind (wodurch, wie, wo, wie oft, wie lange?). Auch das führen eines Kopfschmerztagebuches ist hier besonders hilfreich. Im EEG ( Elektroeonzephalogram) können unspezifische Hirnfunktionsstörungen beobachtet werden oder aber keine pathologischen Auffälligkeiten auftreten. Daher sind aufwendige Spezialuntersuchungen meist nicht erforderlich. Kopfschmerzen treten auch oft als Begleitsymptom verschiedener Erkrankungen auf, deshalb sollte man bei Verdacht auf Vorliegen einer anderen Krankheit eine neurologische Untersuchung durchführen. Ist die neurologische Untersuchung auffällig, können weitere Verfahren zum Einsatz kommen, um die Verdachtsdiagnosen zu bestätigen oder auszuschließen.
Migräneähnliche Kopfschmerzen können auch Anzeichen anderer Krankheiten sein. Um diese auszuschließen wird in erster Linie eine neurologische Untersuchung durchgeführt und die Reflexe überprüft. Mögliche Krankheitsursachen mit ähnlichen Symptomen können sein: