בשפת העם הפרעה דיסוציאטיבית נקראת פיצול אישויות , אך זה בעצם פיצול רב אישיות. הפרעה זו מתבטאת בקיום של שתיים או יותר אישיות אצל אותו אדם הלוקה בה. לכל אישיות יש זכרונות משלה , כתב יד , קול , בעיות רפואיות ואפילו גלי מוח שונים. לכל אישיות מערך תכונות מלשה.כאשר לנבדק יש הפרעה זו , בדיקות הפוליגרף צריכות להתבצע כאשר הנבדק מתייחס לעצמו . זוהי הפרעה נדירה אך הדרמטית ביותר מבין ההפרעות הדיסוציאטיביות . בהפרעה זו הפרט מקבל על עצמו אישיות רבות ומחליף אותן לסירוגין , כשלכל אישיות התכונות הייחודיות שלה והזיכרונות שלה. המעבר מאישיות אחת לשניה אינו מחייב להיות מודע אך השינויים באישיות יהיה מושלם. לעיתים, האישיות הנפרדות לא מודעות לפעולותיהן של האישיות השונות בעוד שישנם מקרים בהם אישיות אחת כן מודעת לפעולותיהן של האישיות האחרות.אחת התאוריות הדנות בהתפתחות הפרעה זו טוענת שזו שיטת הנפש להסתגל לחוויות ילדות טראומטיות . על הבודקים לערוך בדיקה פוליגרף כאשר הנבדקים מתייחסים לעצמם כאשר לסיטואציה הנשאלת ולא לתוך אישיות אחרת שבתוכם.דוגמא אחת היא אישה בשם מרי הסובלת מהפרעת זהות דיסוציאטיבית הזמינה מקומות טיסה, אך עשתה זאת לאחר שהחליפה לאישיות אחרת ששמה בטי. כאשר היא תחזור להיות מרי, היא לא תזכור שהזמינה מקומות טיסה וכאשר תשאל על כך תגיב שמעולם לא הזמינה.במבחן המציאות כאשר היא תבדק על ידי מכונת אמת התוצאה תהיה אמינה שכן הנבדקת לא מודעת שנתנה תשובה לא נכונה. לפיכך הפירוש של הבודק צריך להיעשות במשנה זהירות. התוצאה אם כך תהיינה מדלות על לטובות. לסיכום: כאשר נבדק מפגין התנהגות הנראית כבעלת הפרעה נפשית, בודק פוליגרף צריך לדחות את הבדיקה עד אשר תתקבל החלטה לגבי מצבו הנפשי של הנבדק. כאשר מצבו הנפשי של הנבדק ידוע מראש והיותו חולה נפש, ולמרות זאת יש לבדוק אותו בפוליגרף, יש להמציא אישור מהמטפל של הנבדק ולדרוש את השגחתו במשך הבדיקה, בכל רגע נתון יש לאפשר להפסיק את הבדיקה , במידה והנבדק לא יכול להשלים אותה.