Het Brown-Sequard-syndroom wordt doorgaans gediagnosticeerd op basis van de symptomen van een persoon en een lichamelijk onderzoek. De arts zal vragen naar de medische geschiedenis van de persoon, inclusief eventuele recente verwondingen of trauma, en zal een lichamelijk onderzoek uitvoeren om te controleren op:

- Zwakte of verlamming aan één kant van het lichaam

- Verlies van gevoel aan één kant van het lichaam

- Moeilijkheden met evenwicht of coördinatie

- Problemen met oogbewegingen

- Moeite met spreken of slikken

De arts kan ook beeldvormende tests bestellen, zoals een MRI- of CT-scan, om het ruggenmerg beter te kunnen bekijken en andere mogelijke oorzaken van de symptomen uit te sluiten.