Die Krankheitsgeschichte eines Patienten kann wichtige Hinweise auf Art und Schwere einer Erkrankung liefern. Deshalb fragt der Arzt vor einer körperlichen Untersuchung nach der Vorgeschichte des Patienten (Anamnese). Darüber hinaus liefert eine Blutuntersuchung bei Patienten mit einem Verdacht auf Arteriosklerose wichtige Informationen. Sie dient dem Nachweis bzw. Ausschluss von Grunderkrankungen wie Fettstoffwechselstörungen oder einer Zuckerkrankheit.

Die Blutgefäße der Gliedmaßen lassen sich mittels Ultraschalluntersuchungen mit oder ohne Farbdopplermodus beurteilen. Damit können Veränderungen der Gefäßwände und Blutströmungen der Gefäße, z.B. der Nierendurchblutung, sichtbar gemacht werden. So haben wissenschaftliche Untersuchungen gezeigt, dass sich mit zunehmender Anzahl der Risikofaktoren die Arterienwanddicke verändert. Da eine  Verbreiterung der Wanddicke an der Halsschlagader als Vorstufe oder auch als Hinweis auf eine an anderen Gefäßabschnitten schon bestehende Arteriosklerose betrachtet werden kann, sollten sämtliche Risikofaktoren behandelt werden.

Der sicherste Nachweis einer Verengung der Gefäße ist mit einer Röntgenkontrastmittel-Darstellung (Angiografie) möglich, bei der eine Flüssigkeit verwendet wird, die im Röntgenbild gut gesehen werden kann. Eine schonende Alternative ist eine Untersuchung der Gefäße mittels Computer- oder Kernspintomografie.

Zur Diagnostik der Folgeerscheinungen am Herzen (Angina pectoris, Herzinfarkt) gehören:

• Elektrokardiogramm (EKG)
• Belastungs-EKG
• Ultraschalluntersuchung der Herzens (Echokardiografie) bzw. die so genannte Stress-Echokardiografie
• Herzkatheter (Koronarangiografie)

Bei hirnbezogenen Krankheitszeichen lassen sich Verengungen der Halsschlagadern mit einer speziellen Ultraschalluntersuchung beurteilen (Duplexsonografie). Verengte Arterien im Schädelinneren können dagegen nur mittels einer Angiografie sichtbar gemacht werden, da Schallwellen die Schädelknochen nicht durchdringen können. Abgestorbenes Gehirngewebe als Folge eines Hirninfarkts kann 24-48 Stunden später mittels Computertomografie nachgewiesen werden.