Nas radiografias, as alterações aparecem após duas semanas, principalmente lesões líticas e reação periosteal, em torno de 90% dos casos e auxilia a descartar outras doenças (tumores, fraturas).

Na ressonância magnética, as alterações são identificadas após semanas do início da doença, como edema de medula óssea. No exame contrastado, fica evidente a principal complicação, o abscesso.

Os exames laboratoriais auxiliam na diferenciação temporal da osteomielite, em aguda ou crônica. Leucocitose, neutrofilia, VHS e PCR altos têm elevadas sensibilidade e especificidade para quadros agudos.

Para o diagnóstico microbiológico, devem ser obtidas pelo menos três amostras de osso, para aumentar a taxa de positividade, e o(s) antimicrobiano(s) deve(m) ser iniciado(s) após a coleta ou no momento da indução anestésica.

Na infância, a osteomielite é principalmente por contiguidade, portanto os principais agentes etiológicos são os gram positivos.