En el diagnóstico de la insuficiencia aórtica el electrocardiograma muestra crecimiento del ventrículo izquierdo, con elevados voltajes de la onda R en las precordiales izquierdas. En los primeros estadios de la evolución de la enfermedad pueden existir ondas Q más profundas de lo habitual en esas mismas derivaciones, en que la T es positiva y picuda (patrón de sobrecarga diastólica); más adelante aparecen las alteraciones de repolarización secundarias típicas (depresión descendente del segmento ST y negativización de la onda T).

La radiografía de tórax muestra dilatación del ventrículo izquierdo, que crece hacia abajo, atrás y hacia la izquierda. La raíz de la aorta suele estar dilatada y, a fluoroscopia, se aprecia una pulsación excesiva. Cuando la dilatación de la aorta es muy marcada debe sospecharse que la causa de la regurgitación aórtica sea una anuloectasia aórtica o un síndrome de Marfan. La aurícula izquierda en proporción está menos dilatada, a no ser que coexista una enfermedad mitral.

El ecocardiograma nos permite valorar el grado de dilatación y contractilidad del ventrículo izquierdo, así como analizar el chorro de regurgitación mediante el Doppler con codificación del flujo en color

El cateterismo cardiaco, como en otras valvulopatías, no suele ser necesario a no ser que se plantee la intervención quirúrgica y se desee estar seguro de que no existe afectación coronaria concomitante.