梨状肌综合征需要鉴别的疾病有腰椎间盘突出、髂腰三角综合征、第三腰椎横突综合征等。这些疾病共同特点是腰痛，伴有单侧或双侧下肢放散痛，增加腹压可以引起腰部及下肢疼痛症状加重。
腰椎间盘突出患者X光片可有椎间隙变窄、椎体边缘唇样增生以及脊柱侧凸等改变，其余疾病的X光片一般无特殊异常。
髂腰三角综合征下肢放散痛一般局限于臀部和大腿，不超过膝关节。梨状肌综合征腰痛轻或无腰痛，臀部梨状肌投影区压痛和下肢内旋、外旋痛，投影点处有明显压痛及下肢放散痛，偶可触及硬化、条索状梨状肌。
第三腰椎横突综合征腰痛伴腰肌痉挛，压痛局限于骶棘肌外缘。坐骨神经痛主要表现为单侧臀和下肢放散痛，呈烧灼样或刀割样。