支气管炎的诊断基于病史、体格检查和流行病学怀疑。诊断主要通过区分哮喘急性发作来进行，哮喘急性发作通常因呼吸道病毒感染而加重，多见于>18个月的儿童。如果过去有过喘息发作，并且有过敏家族史，则多半是哮喘。胃反流并抽吸胃内容物也可能产生类似细支气管炎的临床表现；婴儿的多次发作可能是诊断的线索。吸入异物有时会引起哮喘。如果发病突然且无上呼吸道感染迹象，特别是肺部检查不对称，应考虑吸入异物的可能。心力衰竭 2 至 3 个月内出现左向右分流可能与细支气管炎相混淆。
在考虑诊断毛细支气管炎时，应监测儿童的血氧饱和度。轻度疾病，例如血氧饱和度正常，不需要进一步检查。但对于低氧血症、严重呼吸窘迫的患儿，X线检查有助于诊断，常可见肺部过度充气、膈肌下降、肺门阴影明显。肺不张和呼吸道合胞病毒肺炎可能引起肺部浸润，这在呼吸道合胞病毒细支气管中很常见。
对鼻腔冲洗液、鼻腔抽吸物或鼻拭子进行 RSV 快速抗原检测具有诊断作用，但通常没有必要；它可能会保留给病情严重需要住院治疗的患者，因为它可以指导隔离和床位分配。其他实验室测试不具体，不用作常规测试。