Un electroencefalograma (EEG) puede evaluar si hay alguna anomalía detectable en las ondas del cerebro y podría ayudar a determinar si los medicamentos anticonvulsivos serían beneficiosos. La prueba diagnóstica más común utilizada para la epilepsia lleva un registro de la actividad eléctrica del cerebro que se detecta mediante electrodos que se colocan en el cuero cabelludo. Algunas personas que son diagnosticadas con un síndrome específico pueden tener anomalías en la actividad cerebral, incluso cuando no están teniendo una crisis. Sin embargo, algunas personas siguen mostrando patrones de actividad eléctrica normales incluso después de haber tenido una crisis. Esto ocurre si la actividad anormal se genera profundamente en el cerebro donde el EEG no la puede detectar. Muchas personas que no tienen epilepsia también muestran cierta actividad cerebral inusual en un EEG. Siempre que sea posible, un EEG debe realizarse dentro de las 24 horas de la primera crisis de la persona. Idealmente, el EEG debe realizarse mientras la persona está somnolienta y mientras está despierta, porque la actividad cerebral durante el sueño y la somnolencia suele ser más reveladora de la actividad que se asemeja a la epilepsia. Se puede usar el monitoreo por video en conjunto con el EEG para determinar la naturaleza de las crisis de una persona y para descartar otros trastornos como crisis psicógenas no epilépticas, arritmia cardiaca o narcolepsia que podrían parecerse a la epilepsia.

Un magnetoencefalograma (MEG) detecta las señales magnéticas generadas por las neuronas para ayudar a detectar anomalías superficiales en la actividad cerebral. El MEG se puede utilizar en la planeación de una estrategia quirúrgica para eliminar las áreas focales que intervienen en las crisis y reducir al mínimo la interferencia con la función cerebral.