Para la correcta diagnosis de la legionella las pruebas de laboratorio son muy variadas y pueden incluir un aumento moderado de las células blancas de la sangre, las anomalías leves en los estudios de función hepática, e incluso algunos disminución de la función de los riñones, pero estas características también puede ser visto con una variedad de diferentes tipos de neumonía. 

Las radiografías de tórax a menudo revelan densidades anormales en las zonas circundantes a la caja torácica. Sin embargo, es difícil distinguir la enfermedad del legionario como también se la denomina de otros tipos de neumonía por los síntomas. Adicionalmente se requieren pruebas específicas para el diagnóstico.

Otras pruebas especializadas no se realizan de manera rutinaria en personas con fiebre o neumonía. Existen varios tipos de pruebas a disposición de los especialistas médicos para el concreto tratamiento de la enfermedad.

La prueba más útil utiliza una muestra de orina para detectar proteínas de identificación de los legionarios de la bacteria (antígeno de Legionella).Además, de la detección de la bacteria en un cultivo del esputo puede ser útil. Por último, las pruebas que comparan los niveles de anticuerpos de la legionella en dos muestras de sangre obtenidas de tres a seis semanas aparte muestran un aumento de cuatro veces en los anticuerpos en la sangre contra la bacteria puede ser de confirmación después de que la enfermedad se ha ido.

Debido a que estas pruebas se complementan entre sí, un resultado positivo de cada prueba cuando la enfermedad del legionario se sospecha aumenta la probabilidad de confirmar el diagnóstico. Sin embargo, porque ninguna de las pruebas de laboratorio es sensible al 100%, el diagnóstico de legionelosis no se descarta, incluso si uno o más de las pruebas da un resultado negativo. 

De las pruebas disponibles, el más específico es el aislamiento de la cultura de la bacteria a partir de secreciones de las vías respiratorias.