EEG hjälper till att diagnostisera epilepsi och avgöra vilken typ av epilepsi det rör sig om. Mellan anfallen kan dock en EEG-undersökning ge ett helt normalt resultat.
EEG:s känslighet för att upptäcka förändringar som förknippas med epilepsi kan ökas genom djupandning, det vill säga hyperventilation (försökspersonen andas så djupt som möjligt i tre minuter under övervakning av en sjukskötare) och, vid ljuskänslig epilepsi, genom aktivering med blinkande ljus. En minskning av vakenhetstillståndet och sömnen förstärker också de avvikande EEG-fynden. Av den anledningen används ibland inspelade EEG-registreringar efter att patienten har vakat (s.k. sömndeprivations-EEG) för att diagnostisera epilepsi.
Lokalisering av det epileptiska fokuset med hjälp av video-EEG är ett alternativ i fall där kirurgisk behandling övervägs.