败血症要检查血培养、骨髓培养、体液培养以及一般检查，如血常规等。血培养是诊断败血症的最重要的化验检查，需要在抗菌药物应用前，或寒战、高热时采血，不同部位采血，多次送检，每次采血量5-10mL，可以提高血培养的阳性率。尽可能同时做需氧菌、厌氧菌和真菌培养，对于已应用抗菌药物者，应在培养基中加入硫酸镁、β-内酰胺酶或对氨基苯甲酸等，以破坏某些抗菌药物，或者采用血块培养法。

骨髓中细菌较多，受抗菌药物影响较小，培养阳性率高于血培养，因此可以骨髓培养代替血培养，或血培养加骨髓培养以提高阳性率。脓液、胸腔积液、腹水、脑脊液或淤点挤液涂片或培养也有检出病原菌的机会。外周血白细胞增高常为(10-30)×10^9/L，同时，中性粒细胞也会增多，并可出现明显的核左移及细胞内中毒颗粒。免疫反应差及少数革兰氏阴性菌败血症白细胞数可正常或减低，但中性粒细胞数会增高。