Podchodząc do etapu analizy danych, badacz powinien przeprowadzić integrację danych wokół najbardziej istotnych tematów (np. sfery aktywności badanej osoby). Należy brać pod uwagę możliwość zmiany tematów, w miarę rozwoju badania. Wydaje się celowe wyróżnienie specyficznych problemów badawczych, możliwych do podjęcia. Jeżeli stwierdzi się odchylenie od normy pewnej funkcji psychicznej, studium przypadku podporządkowuje się procedurze badawczej, na którą składają się: dokładne sformułowanie obserwacji, zbudowanie sprawdzalnego wyjaśnienia obserwacji, sprawdzenie wydedukowanych z wyjaśnienia twierdzeń.
Wybór danych będących przedmiotem wyjaśnienia zależy od celów naukowych i klinicznych oraz odnośnych informacji naukowych, jakimi dysponuje badacz (istniejące wystandaryzowane narzędzia pomiaru). Obserwacja wymaga danych kontrolowalnych, pozwalających na ustalenie jej znaczenia w stosunku do danych pochodzących z normalnej populacji.
Budowa wyjaśnienia w studium przypadku może być rozumiana jako proces dopasowywania wzorców. Należy interpretować konkretne zmienne, stosując określone teorie lub podejścia.