При постановці діагнозу враховують епізоотологічні дані, клінічну картину хвороби, патологоанатомічні зміни, результати лабораторних досліджень. Для прижиттєвої діагностики від хворих і підозрілих на захворювання тварин в лабораторію направляють проби дефібринованої крові (3-5 мл), проби фекалій (безпосередньо з прямої кишки), проби слизу з кон'юнктиви, слизових оболонок носової порожнини, статевих органів. Досліджуваний матеріал вносять у стерильні пробірки з фізіологічним розчином в кількості 1 мл, заморожують і транспортують в лабораторію в термосі з льодом. Матеріал повинен бути доставлений в лабораторію протягом 24 ч.Также в лабораторію для проведення ретроспективної діагностики направляють парні проби сироватки крові: перший раз проби отримують в період клінічного прояву хвороби, другий - через 14-21 день після першого взяття. Від абортованих маток направляють в лабораторію шматочки плаценти, влагалищную слиз. Абортовані плоди можна відсилати цілком або ж їх паренхіматозні органи і шлунок. Від полеглих або вимушено забитих тварин посилають шматочки паренхіматозних органів, сім'яників, середостіння, брижових лімфовузли, уражену ділянку слизових оболонок носової порожнини, гортані, трахеї, головний мозок, уражені суглоби. Матеріал для дослідження відбирають не пізніше 2 год після загибелі, аборту або вимушеного забою тварин.
Лабораторна діагностика хламідіозу включає: мікроскопічний метод - виявлення хламідій в досліджуваному матеріалі за допомогою світлової та люмінесцентної мікроскопії (флуорохромірованіе), а також імунофлуоресценція, виділення хламідій на курячих ембріонах, культурі клітин; постановку біопроби на лабораторних тварин (білі миші, морські свинки); серологічний метод - виявлення наростання титру антитіл в парних пробах сироватки крові хворих або перехворілих тварин в РСК, РДСК, РНСК, РНГА, ІФА, ПЦР.Для встановлення видової приналежності збудника застосовують реакцію нейтралізації (РН) .Діагноз на хламідіоз вважають встановленим в одному з наступних випадків: при виділенні збудника з досліджуваного матеріалу і його ідентифікації; при виявленні збудника в досліджуваному матеріалі і отриманні позитивних результатів дослідження на хламідіоз сироватки крові від цих тварин; при наростанні титру антитіл в парних пробах сироватки крові хворих або перехворілих тварин в два рази і більше.
Хламідіоз слід диференціювати від хвороби Ауєскі, гемофілезногополісерозіта, гемофілезной плевропневмонії, сальмонельозу, лістеріозу, стрептококозу, пастерельозу, бруцельозу, лептоспірозу, хвороби Тешена, РРСС, КЧС, парвовирусной інфекції, ІРТ, парагрипу-3, вірусної діареї, респіраторно-синцитіальних та аденовірусної інфекцій.