La maggior parte di queste fratture si riscontrano tramite radiografia. In generale, la proiezione radiografica antero-posteriore della spalla con il braccio in rotazione interna offrono la miglior visualizzazione, mentre la rotazione esterna tende ad oscurare la patologia. Una proiezione speciale, la proiezione di Stryker-Notch, viene spesso utilizzata specificamente per cercare una lesione di Hill-Sachs. La sensibilità e la specificità della radiografia sono state trovate per essere il 65% e il 67%, rispettivamente. L'ecografia si è anche dimostrata per essere un metodo utile per identificare le lesioni di Hill-Sachs con una sensibilità del 96% e una specificità del 100%. Infine, la risonanza magnetica ha dimostrato di essere sensibile al 97% e specifica al 91% per rilevare le fratture. La diagnosi differenziale delle lesioni Hill-Sachs comprende la zona nuda naturale dell'omero, che è caratterizzata da una fisiologica depressione corticale situata tra la cartilagine articolare e la riflessione sinoviale dalla parete posteriore dell'articolazione gleno-omerale.