Polysomnografie toont bij RBS significante afwijkingen aan, waaronder een verhoogde slaaplatentietijd en een verhoogde arousalindex. De periodieke bewegingen van de ledematen vormen het motorische verschijnsel van RBS en zijn meestal zichtbaar op een nachtelijke polysomnografie, evenals op een immobilisatietest tijdens het wakker zijn en tijdens rust. Beide kunnen RBS-symptomen uitlokken.
