Liječnici razmatraju mogućnost multiple skleroze u mladih ljudi koji najednom razviju zamagljen vid, dvoslike ili motoričke i osjetne nenormalnosti u različitim dijelovima tijela. Dijagnozu učvršćuje slika recidiva i oporavaka.
Kada liječnici sumnjaju na multiplu sklerozu, tada prilikom fizikalnog pregleda pomno procjenjuju živčani sustav. Znakovi da živčani sustav ne funkcionira ispravno, kao što su neusklađeni pokreti očiju, mišićna slabost ili neosjetljivost u različitim dijelovima tijela, te drugi nalazi kao što je upala očnog živca i simptomi koji napreduju i iščezavaju, čine dijagnozu potpuno sigurnom.
Nijedna pojedinačna pretraga nema dijagnostičku vrijednost, ali se na temelju laboratorijskih pretraga multipla skleroza može razlučiti od drugih stanja sa sličnim simptomima. Liječnici mogu uzeti uzorak cerebrospinalne tekućine (likvor) lumbalnom punkcijom. Ljudi s multiplom sklerozom mogu u tekućini imati nešto više bijelih krvnih stanica i nešto više bjelančevina nego je normalno. Koncentracija protutijela u likvoru može biti visoka, a specifični tipovi protutijela i drugih tvari mogu biti prisutni u do 90% ljudi s multiplom sklerozom.
Magnetska rezonancija (MRI) je najosjetljivija dijagnostička slikovna tehnika koja može otkriti područja mozga koja su izgubila mijelin. MRI čak može razlikovati područja aktivne svježe demijelinizacije od područja koje je demijelinizacija zahvatila prije nekog vremena.
Evocirani potencijali su pretraga koja bilježi električne odgovore u mozgu kada se potiče živce. Na primjer, normalno mozak odgovara na svjetlosni bljesak ili buku znakovitim prikazima električne aktivnosti; u ljudi s multiplom sklerozom odgovor može biti sporiji zbog toga što je oslabljeno provođenje signala uzduž demijeliniziranih živčanih vlakana.
