Chẩn đoán bệnh dựa vào bệnh sử và lâm sàng. Gõ vào thần kinh giữa ở cườm tay hoặc giữ bàn tay ở thế gập trong 1 phút có thể gây ra hoặc làm tăng triệu chứng. Có khi cần bổ tức bằng cách đo vận tốc luồng thần kinh, đo điện cơ đồ, khảo sát thần kinh Giữa bằng siêu âm hoặc MRI (cộng hưởng từ).

Một phương pháp giúp chẩn đoán chính xác hội chứng ống cổ tay là chẩn đoán điện, hay còn gọi là điện cơ. Điện cơ ký là một phương pháp chẩn đoán chức năng thần kinh giúp đánh giá được mức độ suy giảm tốc độ dẫn truyền vận động và cảm giác của thần kinh giữa trong ống cổ tay. Qua đó, tùy theo mức độ nặng nhẹ mà các bác sĩ sẽ áp dụng những phương pháp điều trị thích hợp như vật lý trị liệu, dùng thuốc hay can thiệp bằng phẫu thuật.

Hội chứng ống cổ tay dễ nhầm lẫn với bệnh khác, Hội chứng ống cổ tay giai đoạn đầu thường dễ nhầm sang những bệnh về cơ xương khớp hoặc những bệnh về thần kinh khác. Ban đầu, cảm giác tê chỉ tập trung ở đầu ngón tay, đặc biệt là ngón cái, ngón trỏ và ngón giữa. Sau đó bệnh nhân có cảm giác đau, tê như kiến bò hoặc như kim châm. Các triệu chứng này thường xuất hiện vào ban đêm và nặng hơn khi có những động tác sử dụng bàn tay lặp đi lặp lại. Khi bệnh diễn tiến nặng sẽ gây teo cơ gò ngón cái nhưng bệnh nhân lại không cảm thấy đau. Khi đó, người bệnh không thể cầm nắm được, chất lượng lao động và những sinh hoạt hằng ngày bị ảnh hưởng nặng nề.