由于疼痛对于运动员来说是很常见的事情，而且引起疼痛的原因又是多种多样，这就给骨筋膜室综合征的诊断带来了困难。事实上，很多患者的诊断往往需要通过几周甚至几个月的时间才能确定。
对于疼痛症状，由于有很多其他比骨筋膜室综合征更为常见的病因，因此医生可能会首先考虑是否源于其他病因 (比如胫骨夹板或存在应力性骨折等)。一般只有在排除了这些常见的病因以后，医生才会将注意力集中在那些包括骨筋膜室综合征在内的比较罕见的病因上，这时医生需要进行一些特殊的检查，包括：
- 影像学检查： 医生可能会建议您接受一些影像学检查，例如X线、CT、超声或 MRI。这些检查主要是为了判断您的骨骼、肌肉以及血管是否存在异常，以此来帮助诊断。但是如果想要确诊的话，医生往往还需要进一步对你进行下面提到的筋膜室内压力测定，这是一种定量性的诊断方法，通过这种检查可以明确诊断和评估您是否适合进行手术治疗。
- 筋膜室内压力测定： 这是诊断骨筋膜室综合征的金标准。检查过程中医生需要将一个针头插入您的肌肉，因此它是一种有创的检查手段，而且会引起中等程度的疼痛。一般情况下，医生只有在您的病史以及辅助检查结果均强烈提示您患有骨筋膜室综合征时才会进行此项检查。这种检查对每个可能受损的筋膜室需要进行3次压力测定：第1次是测定肌肉在 (运动前) 安静状态下的压力；第2次是测定肌肉在刚刚活动完时的压力；第3次是测定肌肉在活动完休息数分钟后的压力。如果测出的这些压力数据异常，那么基本上可以断定您患有骨筋膜室综合征。
