Stosowanie zaawansowanych metod diagnostycznych w celu ustalenia przyczyny rwy kulszowej w czasie ostrej fazy bólu jest najczęściej niepotrzebne. Najczęściej ból ustępuje samoistnie po kilku dniach, dlatego przy braku obecności niepokojących objawów pozostaje łagodne leczenie zachowawcze. Poszerzona diagnostyka wskazana jest wyłącznie w wybranych przypadkach.Podstawowe znaczenie w diagnostyce rwy kulszowej ma dokładne zebranie wywiadu, czyli określenie lokalizacji bólu, jego nasilenia, długości trwania objawów. Ważne jest ustalenie, czy ból jest związany z urazem lub ryzykowną aktywnością fizyczną. Jakkolwiek rwa kulszowa najczęściej spowodowana jest naciągnięciem mięśni lub dyskopatią ważne jest, aby jak najwcześniej wykluczyć poważniejsze choroby, jak infekcja czy nowotwór. W przypadku stwierdzenia obecności tzw. objawów alarmowych (zobacz: Objawy alarmowe) należy niezwłocznie zgłosić się do lekarza.

Dokładna lokalizacja bólu (zobacz: Anatomia rwy kulszowej) potrafi z dużym prawdopodobieństwem ustalić, na jakim poziomie kręgosłupa doszło do uszkodzenia lub drażnienia korzenia nerwowego. Badanie neurologiczne ma na celu określenie siły mięśniowej oraz czucia powierzchownego i głębokiego w kończynach dolnych. Ponadto badanie odruchów kolanowych oraz ścięgna Achillesa pomaga ocenić stopień uszkodzenia korzeni nerwowych. Bardzo czułym objawem w diagnostyce objawów korzeniowych jest objaw Laseguea. Polega on na podnoszeniu wyprostowanej nogi w pozycji leżącej na plecach. U zdrowych osób przeważnie udaje się podnieść nogę prawie do uzyskania kąta prostego względem podłoża, w przypadku obecności ucisku na korzeń ruchomość jest ograniczona. W wybranych przypadkach, gdy ból trwa ponad 2-3 tygodnie konieczne jest wykonanie obrazowych badań diagnostycznych. Już samo zdjęcie RTG (zobacz: Co widać na zdjęciu RTG) pozwala na wstępną ocenę zaawansowania zmian zwyrodnieniowych kręgosłupa oraz znakomicie uwidacznia ewentualne złamania i/lub przemieszczenia kości kręgosłupa. Bardziej zaawansowane badanie tomografii komputerowej pozwala na znakomite zobrazowanie elementów kostnych kręgosłupa, jest to podstawowe znaczenie w diagnostyce kręgozmyku. Najczulszym badaniem obrazowym, uwidaczniającym głównie tkanki miękkie kręgosłupa jak krążki międzykręgowe i korzenie nerwowe jest badanie rezonansu magnetycznego (MRI) (zobacz: Atlas rezonansu magnetycznego). Jego skuteczność w rozpoznawaniu wypuklin jądra miażdżystego wynosi w zależności od mocy urządzenia nawet ponad 95%. Ważne jest, aby nie wykonywać jakichkolwiek badań obrazowych w przypadku każdego epizodu bólu ostrego, występującego zaledwie kilka dni. Z kolei obecność objawów alarmowych (zobacz: Objawy alarmowe) powinna wymuszać szybką, zaawansowaną diagnostykę.

Inne badania, które stanowią uzupełnienie metod obrazowych, zwłaszcza w przypadkach złożonych stosowane są rzadziej. Badanie EMG (elektromiografia) pozwala na wykazanie zaburzeń przewodnictwa w nerwach i często pomaga ustalić, na jakim poziomie doszło do uszkodzenia. Mielografia, czyli zdjęcie RTG po wstrzyknięciu kontrastu do kanału kręgowego, jest obecnie badaniem o znaczeniu historycznym, została zastąpiona przez MRI i tomografię komputerową. Pomimo tego, u określonych pacjentów pewne zastosowanie ma mielo-TK, czyli badanie tomografii komputerowej po wstrzyknięciu kontrastu do kanału kręgowego.