Keltaisen kuumeen diagnoosi ei ole yksinkertainen, koska kliinisessä kuvassa voi esiintyä oireita, joita on vaikea erottaa muista virusten verenvuodon kuumeista, malariasta, lavantaudista, leptospiroosista, denguesta ja hepatiitista.
Siksi on syytä epäillä keltaista kuumetta potilailla, joilla on endeeminen alue, jolla kehittyy äkillinen kuume, jossa on bradykardiaa ja keltaisuutta. Pätevässä sairaalassa suoritetut laboratoriotestit mahdollistavat diagnoosin vahvistamisen tai poistamisen.
Tähän tarkoitukseen käyttökelpoisia tutkimuksia ovat verenkuva, virtsanalyysi, maksan toimintakokeet, soluviljelmät ja retro-transkriptio polymeraasiketjureaktiolla (RT-PCR). Diagnostinen vahvistus saadaan serologisilla testeillä havaittujen spesifisten vasta-aineiden, kuten ELISA: n (entsyymiin kytketyn immunosorbenttimäärityksen) läsnäololla.
