败血症血常规检查常有特征性地改变。外周血白细胞增高，常为(10-30)×10^9/L，中性粒细胞增高，可有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，白细胞数可正常或降低，但中性粒细胞增高，并发DIC时，血小板减少。

病程长者可以有贫血，尿中可见蛋白或少量管型。诊断败血症最常用的检查是血培养。抗菌药物应用前、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。

已用抗菌药物者，宜在培养基中加入硫酸镁、β内酰胺酶或对氨基苯甲酸以破坏某些抗菌药物，或采用血块培养法。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。可以用骨髓培养代替血培养或血培养加骨髓培养以提高阳性率。另外，还可以从脓液、胸腔积液、腹水中进行培养。