แพทย์จะวินิจฉัยเบื้องต้นจากอาการ ประวัติการเจ็บป่วย และการตรวจร่างกาย
สิ่งตรวจพบที่สำคัญ ได้แก่ ไข้สูง (39-40 องศาเซลเซียส ซึ่งมักจะเป็นอยู่ตลอดเวลา) หน้าแดง เปลือกตาแดง นอนซม
อาจคลำได้ตับโต กดเจ็บ มีผื่นแดงหรือจุดแดงจ้ำเขียวตามตัว การทดสอบทูนิเคต์ให้ผลบวก (อาจให้ผลลบในวันแรก ๆ ของไข้)
ในรายที่เป็นรุนแรง (มีความรุนแรงขั้นที่ 3 และ4) จะตรวจพบภาวะช็อก (มีอาการกระสับกระส่าย มือเท้าเย็น เหงื่อออก ชีพจรเร็วและเบา ความดันต่ำหรือมีความแตกต่างระหว่างความดันช่วงบนและความดันช่วงล่างน้อยกว่า 30 มม.ปรอท) บางรายอาจตรวจพบอาการเลือดออก (เช่น เลือดกำเดาไหลอาเจียนเป็นเลือด ถ่ายอุจจาระเป็นเลือด)
ในรายที่ยังวินิจฉัยจากอาการและการตรวจร่างกายไม่ได้แน่ชัด แพทย์จะทำการตรวจเลือด พบเม็ดเลือดขาวมีจำนวนต่ำกว่าปกติ (ต่ำกว่า 5,000 เซลล์ต่อเลือด 1 ลูกบาศก์มิลลิเมตร), เกล็ดเลือดมีจำนวนต่ำกว่าปกติ (ต่ำกว่า 150,000 ตัวต่อเลือด 1ลูกบาศก์มิลลิเมตร), ฮีมาโทคริต (ซึ่งวัดระดับความเข้มของเลือด) สูงกว่าปกติ เนื่องจากพลาสมาไหลซึมออกจากหลอดเลือด ทำให้ปริมาตรของเลือดลดลง
ในการวินิจฉัยโรคนี้ให้ชัดเจน แพทย์จะทำการตรวจหาเชื้อในเลือด (ด้วยวิธี NS1 หรือ PCR ซึ่งจะให้ผลที่ดีสำหรับผู้ที่มีอาการไข้ 1-3 วัน) สำหรับผู้ป่วยที่มีอาการไข้ตั้งแต่ 4 วันขึ้นไป แพทย์อาจทำการทดสอบทางน้ำเหลือง เพื่อดูสารภูมิต้านทานต่อเชื้อไข้เลือดออกโดยวิธี ELISA (สามารถทราบผลจากการตรวจเพียงครั้งเดียว) หรือวิธี hemagglutination inhibition (HI ซึ่งต้องตรวจ 2 ครั้ง ห่างกัน 2 สัปดาห์)