部分小頭畸形在足月出生之前即可發現，通常有以下高危因素，包括先天性小頭畸形家族史、孕婦酗酒、抽菸、皰疹病毒感染、風疹病毒感染、寨卡病毒感染，B超可發現胎兒頭圍明顯偏小。一般出生後足月兒的頭圍在35-36cm，如果足月兒的頭圍小於34cm，需要引起警惕，但最終診斷需要等到出生後3個月左右，如果頭圍小於同年齡、同性別兒童頭圍的三個標準差甚至以上，再結合運動和智力發育檢查、影像學檢查即可確診小頭畸形。

如果是嚴重的小頭畸形，一出生即能明確診斷。診斷的核心原則是患兒的頭圍比正常範圍減少三個標準差。如果患兒的頭圍在三個標準差以內，要考慮可能僅屬於頭小。