Som medlem av bensodiazepinfamiljen av ångestdämpande läkemedel, ordineras diazepam ofta för panik- och ångestsyndrom, såväl som anfall och muskelspasmer. Detta läkemedel anses inte vara ett smärtstillande medel i traditionell mening, men att ta diazepam mot smärta kan vara ganska effektivt om smärtan uppstår av vissa orsaker. Vanligast är att diazepam kan lindra värk och ömhet till följd av muskelspasmer i ryggen.
I vilken utsträckning läkare skriver ut diazepam för att behandla smärta varierar vanligtvis från land till land. National Health Services (NHS) i Storbritannien rekommenderar denna medicin under relativt korta behandlingsperioder för ryggsmärtor i samband med muskelspasmer. I USA har vissa läkare inställningen att detta läkemedel inte ska ges till personer med smärta. Andra amerikanska läkare kan ibland använda det istället för andra muskelavslappnande medel för att behandla ryggsmärtor eller smärta från restless leg syndrome (RLS). American Food and Drug Administration (FDA) har dock inte godkänt diazepam för någon av dessa användningar.
Studier tyder på att detta läkemedel kan förändra några av uppfattningarna kring smärta, även om det inte förändrar själva uppfattningen av smärtan. En studie använde en smärtsam turniquet för att testa hur diazepam förändrade dessa uppfattningar. Försökspersoner som hade tagit denna drog kunde bära tumstocken under en längre tid och hade mindre oro när det gäller uppgiften. Andra typer av smärta, såsom smärta relaterad till värme, och förmågan att bedöma en upplevelse som smärtsam påverkades inte av detta läkemedel. Dessa forskare drog slutsatsen att att ta diazepam mot smärta kan sänka den känslomässiga komponenten av smärta, men inte den sensoriska upplevelsen av den.
Vissa andra studier visar att diazepam mot smärta är ännu effektivare, särskilt i kombination med det receptfria smärtstillande medlet ibuprofen. Forskning som involverade kronisk smärta i ansiktsmusklerna fann att denna kombination var effektivare för smärtlindring än någon av föreningarna för sig. Denna ansiktssmärta och ryggmuskelsmärta involverar inte inflammation, vilket är anledningen till att ibuprofen inte uppnådde någon lindring. Mätningar på genetiskt uttryck och endorfinaktivitet, som var ett försök från forskarnas sida att hitta en mekanism genom vilken detta ämne var framgångsrikt i att lindra smärta, gav inga resultat; diazepam mot smärta är effektivt i vissa fall.