缺血性腦卒中首先需要明確病史，包括患者何時發生流涎、偏癱、口齒不利。如果存在此類伴發症狀，需要排除是否由於腦出血導致，需要到急診科緊急檢查頭顱CT，排除腦出血以後進一步篩查頭顱核磁。顱腦核磁對缺血性腦卒中的診斷存在特殊意義，新發梗死和陳舊梗死對比存在特定序列，所以對於缺血性腦卒中，顱腦核磁屬於必備檢查，缺血性腦卒中一般會出現大動脈問題，例如顱內頸內動脈或大腦中動脈、大腦前動脈等大血管的閉塞或狹窄。

進一步檢查還包括頸動脈超聲或行CTA、DSA檢查，其中檢查的金標準是DSA，但相對有創。CTA和超聲都是相對初篩手段，在病史採集、查體，結合影像學檢查，如顱腦CT、核磁CTA或DSA檢查後，可以明確缺血性腦卒中的診斷。