三叉神经痛主要是通过了解临床症状以及影像学检查、神经系统检查等进行综合诊断。三叉神经痛通常出现于右侧，经常会出现骤发性的剧烈疼痛并且呈周期性发作，主要疼痛部位位于三叉神经支配的区域内。在进行神经系统查体时，通常没有其它阳性的定位体征。
磁共振等影像学检查时，能够显示三叉神经后根受到了压迫。同时也能够排除其它颅内病变，比如脑血管畸形、颅内肿瘤等。
经过综合分析可判断为三叉神经痛，应根据三叉神经痛的严重程度进行药物治疗或手术治疗。