La diagnosi dopo 5-6 giorni dall'esordio si dimostra con l'aumento dei tempi di conduzione, riduzione dei potenziali d'azione muscolare, le latenze distali sono prolungate così come l'onda F (interessamento porzioni prossimali del nervo) e onde H ritardate o assenti (perdita riflessi achillei). La valutazione diretta della conduzione nervosa degli impulsi elettrici può escludere altre cause di debolezza muscolare acuta, oltre a distinguere i diversi tipi di sindrome di Guillain-Barré. L'elettromiografia (EMG) e gli studi di conduzione nervosa possono essere eseguiti. Nelle prime due settimane, queste indagini potrebbero non mostrare alcuna anomalia. Gli studi di neurofisiologia, tuttavia, non sono necessari per raggiungere una diagnosi.