Für die Diagnosestellung der Epilepsie am wichtigsten sind Anamnese und Fremdanamnese; hilfreich ist es beispielsweise, wenn ein Beobachter den Ablauf des Anfalls nachahmt.

Des Weiteren wird ein EEG (Elektoenzephalogramm) der Hirnströme geschrieben. Möglich ist dabei die Aufzeichnung im Schlaf (Schlaf-EEG), als Langzeit-EEG oder als Provokations-EEG.

Unter letzterem versteht man die versuchte Auslösung eines epileptischen Anfalls mittels einer Provokationsmethode wie Schlafentzug, Hyperventilation oder Lichtstimulation.

Um eine strukturelle Veränderung des Gehirns als Ursache nachzuweisen oder auszuschließen eignen sich bildgebende Verfahren wie ein Computertomogramm (CT) oder ein Magnetresonanztomogramm (MRT) des Schädels. Gefäßfehlbildungen können mittels einer Angiographie, einem Verfahren zur Gefäßdarstellung, belegt werden.

Weiterhin können zur Darstellung der Durchblutung und des Stoffwechsels spezielle Untersuchungen (SPECT = Einzelphotonen-Emissions-Computertomografie, PET = Positronen-Emissions-Tomografie) angewendet werden.

Auch eine Blutentnahme kann diagnostische Hinweise auf das Vorliegen einer Epilepsie liefern. Dienlich ist hierbei die Bestimmung des Enzyms Kreatinkinase (CK) und des Hormons Prolaktin, welche bei einem Fünftel der Patienten erhöht sind.

Zuletzt sollten weitere Untersuchungen zum Ausschluss symptomatischer Ursachen durchgeführt werden, welche in Abhängigkeit der Verdachts- und Differentialdiagnose angeordnet werden sollten.

Als Standarddiagnostik kommen bei Verdacht auf Epilepsie in der Regel neben der Anamnese zunächst ein MRT sowie ein EEG zum Einsatz.