Há uma grande variedade de testes diagnósticos disponíveis e todos eles, por serem eficazes e possuírem alta sensibilidade e especificidade, podem ser utilizados isoladamente para estabelecer o diagnóstico da sepse. 

A presença de infecção pode ser indicada especificamente pelo aumento na concentração de células brancas (leucocitose).

A determinação do espectro de gram é um teste específico que, isoladamente, pode determinar a farmacoterapia a ser instituída. 

A detecção de micro-organismos na corrente sanguínea, por meio das técnicas de cultura padrão é um método fácil para o diagnóstico das infecções, devendo a identificação do patógeno preceder a instituição da terapia antimicrobiana.  

Instituída a terapia adequada, a determinação da concentração sérica do antimicrobiano é o método mais comum para maximizar a eficácia e minimizar a toxicidade dos antimicrobianos, se disponível.