群発頭痛は、頻度は少ないが、その診断は重要です。なぜならば、この痛みは「焼け火箸を眼に突っ込まれたような」「眼球をえぐり取られるような」と表現されるくらいとの「人生最悪の痛み」だからです。激烈な痛みのため、就寝中に覚醒することもよくあり（片頭痛では目が覚めない）、疼痛のみならず、寝不足に悩まされます。90%は片側の同じ側で痛みます。

頭痛発作は15分〜3時間程度（約半数は1-2時間）、発作頻度は１回/2日〜8回/日（約半数で1-2回/日）、群発期間は平均8.6週（半数以上で1-2ヶ月間）。頭痛発作が同じ時間帯に起こると言う周期性と、同じ季節、同じ月に起こると言う2つの周期性が特徴です。飲酒、血管拡張剤で頭痛が増悪することも経験的によく知られています。頭痛の側に、結膜充血、流涙、鼻閉、顔面の発汗、縮瞳、眼瞼下垂などの自律神経症状と思われる症状を伴うのも、群発頭痛の特徴です。