臂丛神经炎应与肩关节炎、肩关节周围炎相鉴别。后者的疼痛主要位于肩部及上臂，疼痛不放射，肩关节活动明显受限，且使疼痛加剧，而颈部活动则并不使疼痛增加，肩关节肌肉常有压痛点，而臂丛神经干上无压痛，无神经受损的临床表现。肩关节周围炎患者，当外展其上肢时，因肩盂肱骨运动发生障碍而出现耸肩。
根据疼痛局限于臂丛神经所支配的范围内，刺激或压迫臂丛使疼痛加剧等临床特点，可以作出诊断。确定继发性臂丛神经痛的病因，应根据其临床表现、神经系统检查选择性肩关节、颈椎X线摄片，脑脊液化验，肌电图，上肢血流图，神经传导速度、颈椎CT或MRI检查。