Chẩn đoán dựa trên bệnh sử và khám thực thể, cùng với thử máu và các xét nghiệm chẩn đoán khác.

Dấu hiệu thực thể điển hình của viêm ruột thừa là đau lan toả ở vùng rốn, và trở nên khu trú tại điểm McBurney nếu ruột thừa viêm tiếp xúc với phúc mạc thành. Điểm này nằm tại điểm 1/3 ngoài của đường nối gai chậu trước trên và rốn, hoặc khoảng bề rộng của bàn tay. Trường hợp bất thường về giải phẫu có thể không đau tại vị trí này.

Xét nghiêm huyết học của bệnh nhân viêm ruột thừa có ba bất thường, gồm có bạch cầu >11000g/l, Neutrophil >80%, CRP(C reactive protein- một loại glycopritein do gan sản xuất khi bị viêm) gấp 4-6 lần bình thường.

Siêu âm và chụp Doppler cũng là phương tiện phát hiện viêm ruột thừa, nhưng có thể bỏ sót một số trường hợp (khoảng 15%), đặc biệt là ở giai đoạn sớm khi chưa hình thành dịch, siêu âm hố chậu không cho thấy bất thường mặc dù đã có viêm ruột thừa. Tuy nhiên, hình ảnh siêu âm có thể giúp phân biệt viêm ruột thừa với bệnh cảnh khác có triệu chứng rất giống, được gọi là viêm hạch bạch huyết quanh ruột thừa. Ở những nơi có trang bị CT scan hay chụp cắt lớp, đây là phương pháp chẩn đoán cận lâm sàng được ưa thích. Phim chụp cắt lớp CT scan thực hiện đúng quy cách có độ phát hiện (độ nhạy) hơn 95%. Ruột thừa viêm biểu hiện trên CT scan là hiện tượng mất tương phản (thuốc nhuộm đường uống) trong ruột thừa và dấu hiệu trương nở hay phù nề của ruột thừa, thường trên 6 mm ở mặt cắt ngang; ngoài ra còn có bằng chứng viêm được gọi là "xe sợi mỡ" ("fat stranding"). Siêu âm cũng đặc biệt có ích trong thăm dò nguyên nhân phụ khoa gây đau bụng ở một phần tư phải dưới ở phụ nữ mang thai vì CT scan không là phương pháp được lưa chọn trong trường hợp này.

Nếu các triệu chứng và cân lâm sàng chưa rõ, không cho bệnh nhân ăn và theo dõi thêm để chẩn đoán được chính xác.

Các phương pháp khác gồm thăm trực tràng bằng ngón tay (hay khám trực tràng qua đường hậu môn) - nếu đau ở phía phải (vị trí bình thường của ruột thừa), nó làm tăng khả năng chẩn đoán viêm ruột thừa.

Các dấu hiệu khác dùng trong chẩn đoán viêm ruột thừa là dấu cơ thắt lưng-chậu (thường ở viêm ruột thừa sau manh tràng), dấu lỗ bịt (trong), dấu Blomberg và dấu Rovsing.

Cũng cần phân biệt với các bệnh lý khác như bệnh lý phụ khoa với bệnh nhân nữ, sỏi niệu quản....