三叉神經痛的診斷并不困難 但誤診亦常有發生，本病應與下列疾患相鑒別：
(一)三叉神經支炎 ：屬繼發性三叉神經痛，此病多發生于眶上神經，為持續性劇痛，發作后數日，部分患者額部出現帶狀皰疹,少數患者可發生角膜炎與潰瘍，病原是一種病毒，此病有自限性，大多在1～3周內痊愈，鎮痛藥物 維生素或局部麻醉藥，糖皮質激素溶液，皆有效。.
(二)牙痛
屬繼發性三叉神經痛，臨床常可遇到將本病誤診為牙痛，幾次拔牙總不能止痛，細心查看牙有無病變，牙痛的陣發性不太明顯，牙痛無“扳機點”，牙痛的發作與食物冷熱關系很大。
(三)副鼻竇炎或腫瘤
上頜竇、頜竇、篩竇病患者均可引起頭面部痛，鑒別時應特別注意：鼻腔檢查，兩側是否一樣通暢， 細查各鼻竇的壓痛點，鼻腔有無粘液或膿液史，疼痛的發作性不明顯，此點在上額竇癌更為顯著，患側面部有時腫脹，上頜竇及額竇的透光檢查，X線檢查可幫助明確診斷。
(四)半月神經節附近的腫瘤
半月神經節和小腦腦橋角處的腫瘤并不少見，如：聽神經纖維瘤，膽脂瘤，血管瘤，腦膜瘤或皮樣囊腫等;這些腫瘤引起的疼痛一般并不十分嚴重，不像三叉神經痛那樣劇痛發作，另外，還可同時有外展神經麻痹，面神經麻痹 耳鳴、眩暈、聽覺喪失、三叉神經支感覺喪失;以及其他顱內腫瘤的癥狀;如頭痛、嘔吐和視神經乳頭水腫等;顱底X線檢查，巖骨尖區有時有骨質破壞或內耳道區有骨質破壞。CT、X線造影檢查可幫助診斷。 .
(五)膝狀神經節痛
膝狀神經節在發出鼓索神經之前，發出巖大淺神經，供給淚腺以副交感神經纖維，司理淚腺的分泌，中間神經主要司理舌前2/3的味覺和耳鼓膜及外耳道后壁的感覺，也有些纖維司理頜下腺，舌下腺及口、鼻腔粘液腺的分泌，膝狀神經節神經痛為陣發性，但發作時痛在耳內深處，向其附近的眼、頰、鼻 唇等處放射，并多在外耳道后壁有個“扳機點”，這些患者多合并面神經麻痹或面部抽搐，并有時在軟腭上，扁桃體窩內及外耳道處，發生皰疹并味覺喪失。
(六)舌咽神經痛
疼痛亦為陣發性，大多在吞咽時發作，痛從扁桃體區及舌根起，向外耳道放射，亦可向耳前、耳后、耳廓或本側半個面部放射，發作時患者多用手壓迫下額角下方，在舌根背面外側及扁桃體處有“扳機點”，頸外皮膚無“扳機點”，吞咽、說話及轉頭，大笑均可引起發作，更怕吞咽酸、苦食品，易伴發心動過緩或眩暈。患者多為 35～65歲的人，此病頗為少見，發病率大約為三叉神經痛的1%，用1%的卡因液涂布咽后壁或扁桃體區的“扳機點”可停止發作，此外，三叉神經痛痛在舌尖及舌緣，亦可資鑒別。
(七)血管性偏頭痛
血管性偏頭痛是周期性，輕重不等的單側頭痛，有時患者表現為前額部頭痛 此病發作前多有先兆，如同側眼看到火星，或視力減退，甚或一時性同側偏盲，頭痛發作時可持續數小時至數日，此病發作多有一定的時間規律，難以確診時可行口服麥角胺幫助鑒別診斷。
(八)臨床上對兒童或青少年出現的頭痛或腹痛，除考慮血管性偏頭痛外，還應進一步考慮有無頭痛型癲癇和腹型癲癇，兩者的鑒別：
1 頭痛型和腹型癲癇患者發作時除頭痛及腹痛外，還表現為對周圍環境的接觸能力喪失即意識障礙，而血管性偏頭痛除少數人有暈厥外，神志清楚。
2 癲癇患者多有肢體抽搐現象，而偏頭痛較少抽搐。
3 癲癇患者可在睡眠時發作，偏頭痛發作于睡眠時消失。
4 癲癇患者有偏頭痛史者占1%～3%，而偏頭痛有家族史者達70%左右。
5 癲癇患者發作時常有癇性放電，而偏頭痛發作腦電圖基本正常。
6 抗癲癇治療，患者頭痛和腹痛緩解，而偏頭痛對抗癲癇藥物治療效果差 仍可反復發作。