一般來說，在沒有性沖動的情況下，陰莖呈持續性痛性勃起，超過6小時以上，或在***后陰莖仍縱挺不倒，并持續很長時間，陰莖海綿體明顯脹滿疼痛，使人無法耐受者，可診斷為陰莖異常勃起。若勃起超過2天，海綿體內便有血栓形成；如果繼續勃起不能緩解，神經反射性（功能性）勃起被血栓性、硬化性勃起所代替。若超過10天以上，便會出現陰莖海綿體纖維硬變，造成嚴重的器質性損害，留有永久性陽痿后遺癥。因此，陰莖異常勃起應視為急癥，必須盡快及早處理。
發生陰莖異常勃起后，現場急救時可用冰袋冷敷陰莖或吸入硝酸異戊脂以擴張小動脈，及時送醫院診治。一般根據異常勃起時間，先進行12小時非手術保守治療，若不消腫，即應做分流手術。
非手術治療的方法較多，包括止痛、鎮靜、冷敷、大量輸液。硬膜外麻醉加海綿體抽吸和硝普鹽控制低壓麻醉，間羥胺局部注射，前列腺按摩等。因海綿體注射罌粟堿而誘發的陰莖異常勃起，可用快速蹬騎自行車運動療法，即讓患者進行快速強有力的踏車運動，充血的陰莖在數分鐘內消失，它實際上是一種簡便、無創傷的下肢“分流術”。還有報導用阿拉明3-5mg行海綿體內注射，并以手法捏揉以助血液返流。有應用尿激酶1萬單位，溶于生理鹽水5-10ml中，作海綿體內注射，5-30分鐘后持續勃起可完全消退。
經以上處理效果不佳者，應及早進行手術治療，手術成功與否，關鍵在于掌握時機，應爭取在陰莖海綿體未形成血栓之前施行手術。手術的目的是消除瘀血減少陰莖動脈血供應，恢復性功能。常用的手術方式有：陰莖海綿體一尿道海綿體分流術，陰莖頭一陰莖海綿體分流術，大隱靜脈一陰莖海綿體分流術及陰莖背靜脈一陰莖海綿體分流術。