医生触诊时，患侧常出现压痛并放射至前臂小指一侧，有麻木、沉重感。当斜角肌病变显著时，可触及其肥厚的肌腱。当存在颈肋或横突过长时，可触及骨性突起。若触及搏动性肿物，则可能是锁骨下动脉瘤。
患者坐位，医生反复叩击患者锁骨上窝部。当出现手麻或异样感觉时为阳性，表明神经存在脱髓鞘病变。
患者站立挺胸，双上肢举过头呈投降姿势，反复握拳。若1分钟内诱发上肢疲劳、疼痛为阳性，有确诊意义。
患者坐位、挺胸，肩外展如军人立正状，医生检查桡动脉搏动。若脉搏减弱、消失，同时听诊锁骨下动脉闻及杂音为阳性，提示锁骨下血管有受压可能。
患者坐直，双手放于膝上，医生摸患者患侧桡动脉脉搏，让患者深吸气，头后伸，下颌转向患侧。此时若桡动脉搏动减弱或消失，则为阳性，提示前斜角肌紧张导致锁骨下动脉受压，有确诊价值。
患者坐位，医生摸患者患侧桡动脉脉搏，让患者伸直患肢，前臂旋后外展。若桡动脉脉搏减弱或消失，则为阳性，表明锁骨下动脉受到胸小肌腱的挤压。
上胸部及颈椎X线片，可显示有无颈肋、第7颈椎横突过长、锁骨或第1肋骨畸形，或其他骨性先天性发育异常。
可以确定有无血管受压，及受压的部位。
可显示胸廓出口部位有无斜角肌结构异常、纤维束带、局部有无软组织肿物等。
可判断有无神经传导异常，对晚期患者有较大的诊断意义。该检查阳性能证实诊断，阴性不能排除诊断。
医生在胸锁乳突肌后缘注射布比卡因，若1~2分钟后症状明显改善，则一般提示是胸廓出口综合征。
