A fizikális vizsgálat során az orvos nyomást gyakorolhat a test bizonyos pontjaira, úgynevezett érzékeny pontokra, hogy felmérje a fájdalmat és az érzékenységet. A érzékeny pontok jelenléte azonban önmagában nem elegendő a fibromyalgia diagnosztizálásához. Más tüneteknek is jelen kell lenniük, mint például a kiterjedt fájdalom, fáradtság és alvászavarok.
Vérvizsgálatokat lehet végezni, hogy kizárjanak más olyan állapotokat, amelyek hasonló tüneteket okozhatnak, mint például a lupus vagy a rheumatoid arthritis. Képalkotó tesztek, például röntgensugarak vagy MRI-k is rendelhetők a fájdalom egyéb lehetséges okainak kizárására.
A fibromyalgia diagnózisa összetett lehet, és beutalót igényelhet egy reumatológushoz, egy olyan orvoshoz, aki a mozgásszervi betegségek diagnosztizálására és kezelésére szakosodott.