幕上急性硬膜外血腫的早期診斷，應判定在顳葉鉤回疝征象之前，而不是昏迷加深、瞳孔散大之后，故臨床觀察非常重要。著力部位除頭皮挫傷外，常見頭皮局部腫脹，出血經骨折線到骨膜下，或經破裂的骨膜至帽狀筋膜下形成帽狀筋膜下血腫時，應考慮到顱內血腫的存在；當病人頭痛嘔吐加劇、躁動不安、血壓升高、脈壓差加大及/或出現新的體征時，即應高度懷疑顱內血腫，及時給予必要的影像學檢查，包括X線顱骨平片、A型超聲波、腦血管造影或CT掃描等。
CT表現：硬腦膜外血腫絕大多數（85%）都有典型的CT特點：在顱骨內板下方有雙凸形或 硬膜外血腫梭形邊緣清楚的高密度影，CT值40HU－100HU；有的血腫內可見小的圓形或不規則形的低密度區，認為是外傷時間太短仍有新鮮出血（較凝血塊的密度低），并與血塊退縮時溢出的血清混合所致；少數血腫可呈半月形或新月形；個別血腫可通過分離的骨折縫隙滲到顱外軟組織下；骨窗位常可顯示骨折。此外，血腫可見占位效應，中線結構移位，病變側腦室受壓，變形和移位。靜脈源形硬膜外血腫因靜脈壓力低，血腫形成晚，CT掃描時血腫可能溶解，表現為略高密度或低密度區。少數病人受傷時無癥狀，以后發生慢性硬膜外血腫，這時作增強后掃描可顯示血腫內緣的包膜增強，有助于等密度硬膜外血腫的診斷。
MRI表現：血腫發生的部位多位于直接接受暴力的位置，多有局部骨折，頭皮血腫，一般血腫較局限，不超越顱縫的界限。硬膜外血腫的形態改變和CT相仿。血腫呈雙凸形或梭形，邊界銳利，位于顱骨內板和腦表面之間。血腫的信號強度改變，與血腫的期齡有關。急性期，在T1加權像，血腫信號與腦實質相仿。在T2加權像血腫呈現為低信號。在亞急性和慢性期，在T1和T2加權像均呈高信號。此外，由于血腫占位效應，患側腦皮質受壓扭曲，即腦回移位征。與顱骨內極距離增大，腦表面（皮質）血管內移等提示腦外占位病變征象，得出較明確診斷。