Eine exakte Diagnose der felinen infektiösen Anämie ist nur durch den Erregernachweis möglich. Eine regenerative Anämie unterstützt die Diagnose. Nicht-regenerative Anämien durch Mykoplasmen treten vermutlich nur bei gleichzeitiger Infektion mit dem felinen Leukosevirus (FeLV) auf, allerdings ist die Katzenleukose die häufigste Grundkrankheit, die eine FIA begünstigt.
Der Erregernachweis kann über eine Anfärbung von Blutausstrichen erfolgen. Zur Untersuchung sollte möglichst frisches Kapillarblut verwendet werden, da sich die Erreger vor allem bei Zugabe von chelatbildenden Gerinnungshemmern (z. B. EDTA) auch von den Erythrozyten ablösen können. Außerdem müssen Blutproben über mehrere Tage entnommen und untersucht werden, da der Erreger nur schubweise im Blut auftritt. Bei der mikroskopischen Untersuchung lassen sich die Erreger als kleine, etwa 0,l bis 1 μm große Kokken, Stäbchen oder Ringe in der Peripherie der etwa 5 bis 7 μm großen Erythrozyten nachweisen. Bei einer antibiotischen Vorbehandlung kann der Erregernachweis im Blut negativ sein. Außerdem können Artefakte und je nach Färbung erythrozytäre Einschlusskörperchen wie Howell-Jolly- (Reste des Zellkerns der normalerweise kernlosen Erythrozyten) oder Heinz-Körper (denaturiertes Hämoglobin, treten bei Katzen physiologisch auf) mit Mykoplasmen verwechselt werden. Die Sicherheit des Nachweises über einen Blutausstrich wird mit nur etwa 50 % angegeben.
Weitaus sicherer und spezifischer ist der Erregernachweis über Polymerase-Kettenreaktion (PCR), der heute von allen größeren Untersuchungseinrichtungen angeboten wird.
Eine klinisch manifeste Erkrankung ist in etwa 30 % der Fälle tödlich, wenn keine Behandlung erfolgt, wobei die Todesursache die vom Erreger ausgelöste schwere Anämie ist. Die hämotropen Mykoplasmen sind empfindlich gegenüber Doxycyclin und anderen Tetracyclinen. Die antibiotische Therapie sollte über zwei bis drei Wochen erfolgen. Eine unterstützende Therapie zur Stabilisierung des Allgemeinbefindens ist empfehlenswert. Bei schwerer Anämie sind Bluttransfusionen angezeigt (etwa 40 bis 50 ml Blut, die Spendertiere müssen auf Erregerfreiheit getestet sein).
Da die schädigende Wirkung des Erregers zum Teil über immunvermittelte Mechanismen erfolgt, wird bei schwerer Erkrankung die Verabreichung von Prednisolon empfohlen.
Nach erfolgreicher Behandlung bleiben die Katzen jedoch zumeist lebenslang Träger des Erregers.