La douleur neurogène par plexopathie est plus difficile à diagnostiquer que la précédente. Cependant, la présence de tissu tumoral à proximité du plexus, lorsqu'elle est connue, peut grandement aider au diagnostic, surtout lorsqu'on réussit à combiner cette information avec la ou les localisations des douleurs ressenties. En fait, ces informations anatomiques pouvant provenir d'images radiologiques ou d'une chirurgie sont loin d'être toujours disponibles, dans le cas des personnes évaluées pour douleur avant que le diagnostic de cancer ne soit posé.
A titre d'exemple, la douleur disséminée en zones éparses dans un membre peut difficilement être attribuable à une mononeuropathie, voire à une polyneuropathie qui ne toucherait qu'un seul membre. Elle peut, par contre, être plus logiquement attribuée à une plexopathie surtout quand la présence de tissu tumoral dans le voisinage immédiat du plexus est connue.
Si le diagnostic de plexopathie est écarté, on doit sérieusement songer à une radiculopathie (mono ou poly) imputable à un envahissement tumoral extra-rachidien (masse néoplasique para-rachidienne ou para-vertébrale envahissant ou non les trous de conjugaisons) ou intra-rachidien (masse néoplasique dans le canal dural envahissant ou non le canal dural).
Là encore, l'EMG peut aider, si disponible.