Da eine Subarachnoidalblutung lebensgefährlich ist, sollte sich jeder, bei dem massive, plötzlich auftretende, vernichtende Kopfschmerzen, die noch nie so erlebt wurden, einsetzen, in die Notfallaufnahme eines Krankenhauses begeben (wenn ansonsten keine Begleitbeschwerden auftreten). Bei zusätzlichen Symptomen sollte der Notarzt zu Hilfe gerufen werden.
Im weiteren Verlauf versucht der behandelnde Arzt die zeitliche Entwicklung der Beschwerden zu ermitteln zu deren genauen Hergang eine Begleitperson weitere Auskünfte geben kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Betroffene verwirrt oder benommen ist. Infolge wird noch die Familienanamnese erhoben, um festzustellen, ob es hier schon einmal zu Schlaganfällen und Gehirnblutungen gekommen ist, da ein gehäuftes Auftreten innerhalb der Familie nicht selten ist.
Um eine SAB zu diagnostizieren, werden Bildgebende Verfahren angewendet. Anhand einer Computertomografie (CT) erkennt man die Subarachnoidalblutung meist als flächigen, weißen Bezirk, der der Gehirneroberfläche anliegt. Während innerhalb der ersten 12 Stunden nach der Blutung fast jede SAB im CT erkannt wird, erkennt das CT nach 24 Stunden immer noch 93% der vorhandenen SAB. Aus diesem Grund gilt das CT als zuverlässigste Untersuchungsmethode in der Akutphase nach einer Subarachnoidalblutung. Sind bereits 7 Tage nach Auftreten der SAB vergangen, erkannt man nur noch bei jedem zweiten CT-Befund eine krankhafte Veränderung.
In manchen Fällen, wie etwa bei extrem blutarmen Patienten, kann nur mithilfe einer Kernspintomografie oder einer Lumbalpunktion eine SAB erkannt werden. Als Reaktion auf die Blutungen kann es zu Gefäßkrämpfen der betroffenen Gefäße (Vasospasmen) kommen, wodurch bei einigen Betroffenen weitere Lähmungen auftreten können. Diese Vasospasmen können nur mithilfe einer speziellen Ultraschall-Untersuchung der Hirngefäße (Transkranielle Dopplersonografie) erkannt werden.
Um die Blutungsquelle (Aneurysma) zu ermitteln, führt der Arzt eine röntgenologische Gefäßdarstellung (Angiografie) durch, die weiterhin als beste Methode gilt, obwohl es mittlerweile auch schon einfachere Untersuchungen gibt (Kernspin-Angiografie, CT-Angiografie).