Chẩn đoán chính xác đường dò động tĩnh mạch màng cứng vùng xoang hang là một chẩn đoán khó về mặt lâm sàng và có thể mất đến hang tháng. Triệu chứng thường chậm biểu hiện. Đa phần bệnh nhân đều biểu hiện lồi mắt và đỏ mắt một cách tăng dần, điều này dễ dẫn đến lầm tưởng các bệnh viêm nhiễm về nhãn cầu hơn là tổn thương về mạch máu. Một khi chẩn đoán lâm sàng nghĩ ngờ đến thông động tĩnh mạch màng cứng thì các xét nghiệm cộng hưởng từ hay Doppler mạch máu có thể tìm kiểm dấu hiệu giãn lớn của các tĩnh mạch mắt.