Arteriografija obezbeđuje realnu procenu lokalizacije, vrste i veličine aneurizme. Definitivna dijagnoza aneurizme karotidne arterije se postavljala kompjuterizovanom tomografijom arterija (MSCT), magnetnom rezonancom (MRI) i selektivnom angiografijom. Arteriografijom je moguće otkrivanje karakterističnih znakova bolesti koje je uzrok pojave aneurizme (fibromuskularna displazija, disekcija). MSCT i DSA pregled omogućava detekciju plivajućeg tromba koji je slabo pričvršćen za zid. U akutnom stadijumu karotidne disekcije, ukoliko postoji komunikacija sa lumenom arterije, MRI metodom nije uvek moguća diferencijacija izbočenja zida arterije od hematoma zbog registracije signala visokog intenziteta u nivou turbulencije. Kompjuterizovana tomografija vrata obezbeđuje sagledavanje topografskih odnosa aneurizme sa okolnim strukturama dubokih regiona vrata. Spiralna CT angiografija obezbeđuje efikasnu dijagnozu arhitekture muralnih lezija, kao i analizu kompozicije prizidnog tromba, što je važno naročito kod pseudoaneurizmi.
Leukopenija i trombocitopenija se javljaju kod inflamatorne aneurizme. Kriterijumi za dijagnozu inflamatorne aneurizme su: pozitivan nalaz hemokulture, patohistološki nalaz inflamacije zida aneurizme, pozitivan nalaz u brisu zida aneurizme. Najčešći uzročnik inflamatorne aneurizme karotidne arterije je Staphylococcus aureus, a ređi Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus, Staphylococcus albus, Klebsiaela, Escherichia colli.
Diferencijalna dijagnoza. Svaka pulsirajuća rezistencija na vratu može biti aneurizma karotidne arterije, ali i tortuozitet karotidne arterije (kinking, coiling), difuzna ili nodozna struma, peritonzilni ili parafaringealnini apsces, tumor vrata, glomus tumor, maksilofacijalni tumori, inflamatorni procesi na okolnom limfnom i adenoidnom tkivu.