大量细菌污染并增殖的血液呈紫红色，可以有凝块和溶血及恶臭（硫化氢样臭味）。最简单迅速的诊断法是立即取容器内剩余的血浆做直接或离心后涂片染色检查，如见细菌，即是污染的证明。有时可直接涂片，在显微镜下可见布朗运动的细菌。镜检阴性结果也不能排除细菌污染的可能性，因为细菌多到24×105/个/毫升时才容易在涂片上发现；而24×104个/毫升时难于发现（在检查的每100个视野中平均只有1个细菌）。在细菌培养中,细菌少到24个/毫升，培养0.3毫升血24小时就可发现。另外，涂片上的碎屑很难同细菌区别，必须进一步做容器内剩血、患者和所有已输液体的细菌培养，包括需氧菌和厌氧菌培养。对血液应分别在4℃、室温（22℃）和37℃3种温度培养。剩余血3种温度细菌培养的阴性结果可以排除细菌污染血液的可能性。但阳性结果不能肯定细菌污染一定就是在输血前、后或输血中发生的。如果未及时培养容器内剩血，在室温放置太久，如24小时，细菌培养就无意义。亦可对患者做骨髓穿刺或取尿样本进行细菌培养。如果患者死亡，应在死后尽快抽心血做细菌培养。如果是产气大肠杆菌，死后血培养常为阳性，假单胞菌属常为阴性。轻度反应需与发热反应鉴别；无论反应轻重均需与急性溶血性输血反应鉴别。