脑CT通常能查出脑溢血，可以判断脑溢血的范围以及部位，同时能了解是否形成脑疝。如果存在脑溢血，CT检查时会产生异常高密度影，和周围脑组织区别很大。脑CT对其他脑部病变也有鉴别效果，比如颅脑外伤、脑肿瘤、硬膜下血肿等。
脑溢血还可以做脑脊液检查，通常无需进行腰椎穿刺，以免形成脑疝。如果需要排除蛛网膜下腔出血、颅内感染，这种方法要谨慎使用。另外，可以做凝血功能检查、血液生化检查、血常规检查等，通常脑溢血患者会有外周白细胞暂时增高，尿素氮和血糖水平暂时升高现象。
患者还可以做核磁共振检查，能及时发现结构异常，判断脑溢血的原因。核磁共振监测脑淤血的发展过程比CT扫描更加明确，但对急性脑溢血的诊断没有CT检查理想。
CTA和MRA检查可以帮助诊断脑溢血，是无创性快速的检查方法，能用来筛查可能存在的脑动脉瘤或脑血管畸形，但即便检查结果为阴性，也无法完全排除病变。而且和CTA早期发现的特征相比，延迟CTA显示的渗漏征，代表血肿扩大风险的特异性以及敏感性更高。
