1、血常规：白细胞总数明显增加，一般在20×10^9/L左右，高者达40×10^9/L或以上，中性粒细胞占80％~90％。
2、脑脊液检查：病程初期仅有压力增高，外观正常，典型脑膜炎期压力高达200mmH2O以上，外观呈混浊或脓样。白细胞数可达10×10^6/L以上，以中性粒细胞为主。蛋白含量显著增高，而糖含量明显减少，有时可完全测不出，氯化物降低。若临床有脑膜炎症状及体征而早期脑脊液检查正常，应于12~24小时后复验。流脑经抗菌药物治疗后，脑脊液可呈不典型的改变。
3、细菌学检查：
（1）涂片检查：阳性率高达80％以上。脑脊液沉淀涂片的阳性率为60％~70％，脑脊液不可搁置太久，否则病原菌易自溶而影响检出。
（2）细菌培养：血培养阳性率为50％~75％。但血培养对普通型、暴发型及慢性脑膜炎球菌败血症的诊断甚为重要，故必须注意在应用抗菌药物前采血做细菌培养，并宜多次采血送验。脑脊液培养的阳性率较血培养高。无论血或脑脊液培养，如得阳性结果，应进一步作生化和血清凝集分群分型以鉴定菌株。
4、免疫学试验：脑脊液中抗原的检测有利于早期诊断，敏感性高，特异性强。目前临床常用的有对流免疫电泳、乳胶凝集、反向间接血凝试验、菌体协同凝集试验、放射免疫法等，如恢复期血清效价大于急性期4倍以上，则有诊断价值。
5、分子诊断：分子诊断近年来发展较快，具有迅速、简便、准确的特点，即使在患者已接受抗生素治疗后，聚合酶链式反应方法也能获得阳性结果。因此，聚合酶链式反应方法与血培养方法联合应用，可以大大提高诊断的敏感性。
6、影像学检查：CT、MRI等对细菌性脑膜炎的诊断价值并不大，需要排除肿瘤、脓肿形成、脑血管意外等疾病时可酌情采用。