ในฐานะสมาชิกคนหนึ่งของตระกูลเบนโซไดซาไพน์ที่ใช้ยาลดความวิตกกังวลยากล่อมประสาทมักถูกกำหนดให้เป็นโรคตื่นตระหนกและวิตกกังวลเช่นเดียวกับอาการชักและชักเกร็งของกล้ามเนื้อ ยานี้ไม่ถือว่ายาแก้ปวดในความรู้สึกดั้งเดิม แต่การใช้ยากล่อมประสาทสำหรับความเจ็บปวดนั้นค่อนข้างมีประสิทธิภาพถ้าความเจ็บปวดเกิดขึ้นจากสาเหตุบางอย่าง โดยทั่วไปแล้วยากล่อมประสาทสามารถบรรเทาอาการปวดเมื่อยและปวดที่เกิดจากกล้ามเนื้อกระตุกที่ด้านหลัง
ขอบเขตที่แพทย์กำหนดยากล่อมประสาทสำหรับอาการปวดมักจะแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ National Health Services (NHS) ของสหราชอาณาจักรแนะนำให้ใช้ยานี้ในระยะเวลาการรักษาที่ค่อนข้างสั้นสำหรับอาการปวดหลังที่เกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อกระตุก ในสหรัฐอเมริกาแพทย์บางคนมีทัศนคติที่ไม่ควรให้ยานี้แก่ผู้ที่เจ็บปวด แพทย์อเมริกันคนอื่นอาจใช้มันเป็นครั้งคราวแทนการใช้กล้ามเนื้อเพื่อผ่อนคลายอาการปวดหลังหรืออาการปวดจากโรคขาอยู่ไม่สุข (RLS) อย่างไรก็ตามองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) ยังไม่อนุมัติ diazepam สำหรับการใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง
การศึกษาระบุว่ายานี้สามารถเปลี่ยนการรับรู้บางอย่างของความเจ็บปวดรอบข้างแม้ว่ามันจะไม่เปลี่ยนการรับรู้ที่แท้จริงของความเจ็บปวดเอง งานวิจัยชิ้นหนึ่งใช้สายรัดอันเจ็บปวดเพื่อทดสอบว่า diazepam เปลี่ยนแปลงการรับรู้เหล่านี้อย่างไร อาสาสมัครที่ใช้ยานี้อาจสวมสายรัดเป็นเวลานานและมีความวิตกกังวลน้อยกว่าในเรื่องงาน ความเจ็บปวดประเภทอื่นเช่นความเจ็บปวดที่เกี่ยวข้องกับความร้อนและความสามารถในการตัดสินประสบการณ์ที่เจ็บปวดไม่ได้รับผลกระทบจากยานี้ นักวิจัยเหล่านี้สรุปว่าการรับประทานยา diazepam สำหรับความเจ็บปวดอาจทำให้องค์ประกอบทางอารมณ์ของความเจ็บปวดลดลง แต่ไม่ใช่ประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสของมัน
การศึกษาอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่ายากล่อมประสาทสำหรับความเจ็บปวดมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรวมกับยาแก้ปวดที่เคาน์เตอร์ขายยา ibuprofen การวิจัยที่เกี่ยวข้องกับอาการปวดเรื้อรังในกล้ามเนื้อใบหน้าพบว่าการรวมกันนี้มีประสิทธิภาพในการลดอาการปวดได้ดีกว่าสารประกอบทั้งสองด้วยตัวเอง ความเจ็บปวดบนใบหน้าและอาการปวดกล้ามเนื้อกระตุกของกล้ามเนื้อหลังไม่เกี่ยวข้องกับการอักเสบซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม ibuprofen จึงไม่สามารถบรรเทาได้ มาตรการของการแสดงออกทางพันธุกรรมและกิจกรรม endorphin ซึ่งเป็นความพยายามในส่วนของนักวิจัยเพื่อค้นหากลไกที่สารนี้ประสบความสำเร็จในการบรรเทาอาการปวดไม่ได้เก็บเกี่ยวผลใด ๆ ; ยากล่อมประสาทสำหรับอาการปวดมีประสิทธิภาพในบางกรณี
