Eine ausführliche Anamneseerhebung ist der erste Schritt, um die möglichen Ursachen zu ermitteln. Einerseits erkundigt sich der Arzt über eventuelle Vorerkrankungen, Medikamenteneinnahme, Ernährungsgewohnheiten und Stressfaktoren. Andererseits fragt er, wie stark die Schmerzen sind, wo sie sitzen, wann sie zum ersten Mal aufgetreten sind und ob sie mit der Einnahme von Getränken und Nahrung verbunden sind. Der letzte Punkt ist besonders wichtig, da die Schmerzen bei einige Krankheiten wie z. B. Magengeschwüre in der Regel etwa zwei Stunden nach dem Essen eintreten.
Auf die Anamnese folgt eine körperliche Untersuchung, im Laufe derer der Arzt den Bauch abtastet und abklopft. Besonders bei akuten Bauchschmerzen kann eine Druckschmerzempfindlichkeit aufschlussreich sein, um eine mögliche Appendizitis auszuschließen. Darüber hinaus setzt man oft auf unterschiedliche apparative Untersuchungen, die genauere Informationen über die Ursachen der Schmerzen geben können.
Die verbreitetste ist wahrscheinlich die Ultraschall-Untersuchung. Sie ist schnell und risikofrei und gibt dem Arzt ein grobes Bild des Zustands der betroffenen Organe. Dadurch können zum Beispiel Magengeschwüre nachgewiesen werden.
Um genauere Ergebnisse zu erhalten, geht man zur Spiegelung (Gastroskopie) über. Damit lassen sich unter anderem Magenschleimhautentzündungen oder Tumore erkennen. Die Gastroskopie erlaubt es zudem, Gewebeproben zu entnehmen. Gegebenenfalls können auch Stuhl-, Urin- und Blutproben aufschlussreich sein.