La anamnesis y la exploración física pueden detectar una arritmia y dejar entrever posibles causas, pero el diagnóstico exige un electrocardiograma (ECG de 12 derivaciones) o una evaluación del ritmo, que es menos fiable, preferentemente durante los síntomas para establecer la relación entre los síntomas y el ritmo.

El ECG se realiza de forma sistemática para medir intervalos e identificar irregularidades sutiles. Las características diagnósticas principales son la tasa de activación auricular, la velocidad y la regularidad de la activación ventricular, y la relación entre ambas.

Las señales de activación irregulares se clasifican como regularmente irregulares o irregularmente irregulares (sin patrón detectable). Las señales regularmente irregulares son una irregularidad intermitente en un ritmo de lo contrario regular (p. ej., latidos prematuros) o un patrón predecible de irregularidad (p. ej., relaciones periódicas entre grupos de pulsaciones).

Finalmente, el registro Holter de 24 horas nos permite descubrir episodios en cualquier circunstancia y momento.