急性膀胱炎的诊断，除根据病史及体征外，需做中段尿液检查。尿液中有脓细胞和红细胞。为及时治疗，可先将尿涂片行革兰氏染色检查，初步明确细菌的性质，同时行细菌培养、菌落计数和抗生素敏感试验，为以后治疗提供更准确的依据。血液中白细胞升高。在急性膀胱炎时，忌行膀胱镜检查。
对慢性膀胱炎的诊断，需详细进行全面的泌尿生殖系统检查，以明确有无慢性肾脏感染，男性病人需除外阴茎头包皮炎、前列腺精囊炎；女性病人应排除尿道炎、尿道憩室、膀胱膨出、阴道炎和尿道口处女膜伞或融合等情况。

急性肾盂肾炎需与急性膀胱炎区别，前者除有膀胱刺激症状外，还有寒战、高热和肾区叩痛。结核性膀胱炎发展缓慢，呈慢性膀胱炎症状，对药物治疗的反应不佳，尿液中可找到抗酸杆菌，尿路造影显示患侧肾有结核病变。膀胱炎与间质性膀胱炎的区别，后者尿液清晰，极少脓细胞，无细菌，膀胱充盈时有剧痛，耻骨上膀胱区可触及饱满而有压痛的膀胱。嗜酸性膀胱炎的临床表现与一般膀胱炎相似，区别在于前者尿中有嗜酸粒细胞，并大量浸润膀胱粘膜。膀胱炎与腺性膀胱炎的鉴别诊断，主要依靠膀胱镜检查和活体组织检查。
慢性膀胱炎症状长期存在且逐渐加重，一般培养无细菌生长，又找不到原发病时，要考虑肾结核。肾结核病人半数以上有肺与生殖器等肾外结核病史，血尿多与尿路刺激症状同时出现，抗痨治疗有效。膀胱炎时，血尿为“终末血尿”，且抗菌治疗有效。结核杆菌培养、尿沉渣找结核杆菌、肾盂造影及膀胱镜检查有助于诊断。有时肾结核常与普通尿路感染并存。如患者经过积极抗菌治疗后，仍有尿路刺激症状或尿沉渣异常，应高度注意肾结核存在的可能性，宜作相应检查。
慢性膀胱炎需与膀胱癌鉴别。