诊断脑蛛网膜炎需从病史采集（包括一般情况、相关病史）、临床表现观察（神经系统症状）、体格检查（神经系统查体）、辅助检查（影像学检查如头颅CT、头颅MRI，腰椎穿刺检查及必要时的其他检查）等综合进行，要考虑患者多方面因素以提高诊断准确性。
相关病史：询问患者既往是否有颅内感染史，如脑膜炎、脑炎等，既往颅内感染是引发脑蛛网膜炎的常见原因之一；是否有头部外伤史，头部外伤可能导致蛛网膜粘连等情况；是否有其他自身免疫性疾病等病史，自身免疫性疾病可能累及神经系统引发脑蛛网膜炎。
临床表现观察
神经系统症状：观察患者是否有头痛症状，头痛的程度、性质、发作频率等，脑蛛网膜炎患者常可出现不同程度的头痛；是否有视力障碍，如视力下降、视野缺损等，这是因为病变可能累及视神经等结构；是否有癫痫发作，部分患者可出现癫痫症状；是否有肢体运动或感觉障碍，如肢体无力、麻木等，根据病变累及的部位不同，出现相应的神经系统定位体征。
体格检查
神经系统查体：检查患者的肌力、肌张力，了解肢体运动功能情况；检查感觉减退或过敏区域，明确感觉障碍的范围；检查腱反射情况，如膝反射、跟腱反射等，判断神经系统反射是否正常；检查病理反射，如巴宾斯基征等，病理反射阳性提示锥体束受损。
辅助检查
影像学检查
头颅CT：可发现部分脑蛛网膜炎患者有蛛网膜下腔闭塞、局部脑组织萎缩等改变，但对于早期或病变较轻的情况可能显示不典型，不过能初步排除其他颅内占位性病变等情况。
头颅MRI：是诊断脑蛛网膜炎较重要的检查方法。能清晰显示蛛网膜增厚、粘连情况，可发现脑池狭窄、闭塞，脑组织受压等表现，对于病变的定位和定性有重要价值，能更敏感地发现早期病变。
腰椎穿刺检查：测定脑脊液压力，脑蛛网膜炎患者脑脊液压力可正常或有不同程度改变；检查脑脊液常规、生化，可见脑脊液细胞数轻度增多，蛋白含量轻度升高，糖和氯化物一般正常，但这些指标无特异性，需结合临床综合判断；进行脑脊液动力学检查，可发现脑脊液循环通路有不同程度的梗阻表现。
其他检查：如必要时可进行脑血管造影等检查，了解脑血管的形态，排除脑血管病变等情况，但一般不作为常规检查项目。
通过以上病史采集、临床表现观察、体格检查及辅助检查等综合手段来诊断脑蛛网膜炎，在诊断过程中要充分考虑患者的年龄、性别、生活方式、既往病史等因素对诊断的影响，以提高诊断的准确性。例如儿童患者在询问病史时要注重了解其生长发育过程中是否有感染等情况，女性患者要考虑是否在特殊生理时期有相关表现等。
