單純性皰疹腦炎的診斷主要依據臨床表現及實驗室檢查結果進行綜合分析。以下各點提示皰疹性腦炎的可能：
1.患者急性或亞急性起病，先有全身不適或上呼吸道感染的前驅表現，往往起病數天之后才有發熱，以頭痛、發熱或行為異常為首發癥狀。
2.繼而出現意識障礙、精神異常及腦實質受損征象；若唇上部有皰疹性損害或病史中有嗅幻覺和味幻覺更應考慮本病。
3.腦脊液壓力增高，蛋白質及白細胞輕至中度增加，以淋巴細胞為主；腦脊液發現多量紅細胞具有診斷價值（但須排除穿刺損傷或蛛網膜下隙出血等類疾病），蛋白含量增加而糖及氯化物正常。
4.腦電圖異常，兩側可不對稱，以一側大腦半球明顯；CT及MRI顯示顳葉、額葉出血性壞死灶，或呈腦組織彌漫性病變。
5.確診為HSV腦炎則應及時進行感染病原學檢查。采用PCR技術檢測CSF中的HSV抗原，對早期診斷最為重要。在發病后1～2天內檢測結果若為陰性，應在24～48h后重復腰椎穿刺復查CSF的PCR試驗，若仍為陰性再考慮其他病原或其他疾病。
皰疹性腦炎的臨床表現沒有特異性，僅約1/4的患者同時伴有皮膚皰疹（唇皰疹）出現；倘若腦炎產生于初發性皰疹感染患者，則更無既往病史蹤跡可循；盡管新生兒患者以HSV-2常見，但并不一定能查見其生母存在生殖器皰疹的體征，故皰疹性病毒腦炎的臨床診斷有時頗感困難。腦活檢發現胞核內嗜酸性包涵體，電鏡見到病毒顆粒；培養出HSV病毒有確診意義。