較重患者可有白細胞數增高，血中出現變異淋巴細胞；嬰幼兒患者常伴貧血、血小板數減少；累及肝臟導致CMV肝炎的患者出現肝功能異常。
利用PCR技術進行CMV基因檢測，可提供病毒在患者體內存在的直接證據；其靈敏度很高，可在數小時內做出檢測報告，已成為臨床診斷CMV感染或帶毒狀態的重要手段；但須在經過技術認證合格的實驗醫學實驗室內進行，并在操作過程中應注意避免污染，嚴格控制反應條件，以排除PCR技術可能導致的假陽性反應。
采集患者尿液、唾液、血液或活檢組織標本接種人二倍體成纖維細胞進行體外培養、分離病毒可確診該病；不過，CMV生長緩慢，接種后4～6周始能觀察到培養細胞病變，不能用需要復雜的設備條件，故臨床上仍難以普遍推廣應用。
細胞涂片病理學檢查或活組織病理學檢查均可望查見特征性的巨細胞樣變細胞及胞核內嗜酸性包涵體，有助于該病的診斷，但其檢出率并不高，且不能僅以此作為確診的依據。若采用細胞免疫組織化學技術進行CMV抗原的檢測，可以提高陽性檢出率，而且能據此確診。
可使用免疫電鏡做病毒鑒定。