偏头痛首先要与颅内动脉瘤，动静脉畸形鉴别，后两者的头痛类型类似于偏头痛，但是有的时候并非波动性，而是胀痛，牵涉痛，同时不一定伴有恶心、呕吐。动脉瘤的头痛，偶尔会伴有同侧动眼神经轻瘫而出现复视，注意和基底型偏头痛相鉴别。偶尔先兆延长的发作可以见于脑膜血管瘤，动静脉畸形在频发头痛前常有癫痫发作。偏头痛引起单侧性容易被误诊为三叉神经痛，但两者的疼痛性质是非常不同的，前者是博动性头痛，而三叉神经痛则是尖锐电击样疼痛。发作时前者往往有恶心，呕吐，畏光，后者则多伴有流泪，面肌抽搐。