La monoplegia viene diagnosticata da un medico dopo un esame fisico e talvolta anche dopo un ulteriore esame neurologico. Poiché la monoplegia è abbastanza rara, dopo l'esame fisico di un paziente che si lamenta della monoplegia, a volte viene identificata anche la debolezza di un arto aggiuntivo e al paziente viene invece diagnosticata emiplegia o paraplegia. Dopo l'esame neurologico dell'arto, una diagnosi di arto monoplegico può essere data se il paziente riceve un grado di potere del Consiglio di ricerca medica pari a 0, che è una misurazione della forza dell'arto del paziente. L'elettromiografia ad ago viene spesso utilizzata per studiare tutti gli arti, mostrando essenzialmente l'estensione di ciascun coinvolgimento degli arti. Inoltre, la risonanza magnetica (MRI) è la modalità diagnostica scelta per studiare tutte le forme di emiplegia. È particolarmente importare osservare difetti migratori nella paralisi cerebrale emiplegica associata a convulsioni. 