Ein klinischer Anfangsverdacht ist bei jedem Fieber bei einer jüngeren Katze (jünger als sechs Jahre) gegeben, das nicht auf eine Antibiose anspricht.

Bei der feuchten Form sind die Flüssigkeitsansammlungen sowie ein vermehrter Gehalt an Globulinen im Blut (Hyperglobulinämie) bereits deutliche Indizien. Bestimmte Veränderungen des Blutbildes (mittlere bis schwere Anämie, Neutrophilie und Leukopenie) sind weitere Verdachtsmomente.

Folgende weiterführende diagnostische Testmethoden sind möglich:

1. Rivalta-Probe: Sie kann bei der feuchten Form anhand eines Punktats durchgeführt werden. Dabei wird ein Reagenzglas mit destilliertem Wasser mit einem Tropfen Eisessig versetzt und anschließend ein Tropfen des Punktats hinzugegeben. Im positiven Fall löst sich der Tropfen nicht auf und sinkt nach unten. Ein negativer Test schließt eine FIP fast mit Sicherheit aus (Sensitivität 98 Prozent), während ein positiver Test sie zwar wahrscheinlich macht, nicht aber beweist (Spezifität etwa 80 Prozent).
2. Antikörpernachweis im Punktat: Der Nachweis von Antikörpern in den Punktaten bei der feuchten Form mittels Antikörperfärbung hat eine Sensitivität und Spezifität von etwa 85 %.
3. Antigennachweis in Makrophagen: Bei der feuchten Form kann aus dem Zentrifugat des Punktats ein Ausstrich angefertigt und mit einem Anti-Coronavirus-Konjugat versetzt werden. Die Sensitivität dieses Nachweisverfahrens liegt nur bei etwa 57 Prozent, dafür ist der Nachweis hochspezifisch.
4. Albumin-Globulin-Quotient: Die Bestimmung des Quotienten aus Albumin- und Globulin-Konzentration im Blut kann ebenfalls einen Hinweis auf die Erkrankung geben. Bei Quotienten kleiner als 1 besteht ein FIP-Verdacht, Werte unter 0,6 gelten als nahezu diagnostisch. Allerdings gibt es erhebliche Schwankungen hinsichtlich Sensitivität und Spezifität in Abhängigkeit von der Größe des Quotienten. Bei einem Quotienten von 0,9 liegt die Sensitivität bei 89 Prozent, die Spezifität bei 76 Prozent. Liegt der Wert unter 0,6, beträgt die Sensitivität nur noch 48 Prozent, die Spezifität hingegen bei 99 Prozent.
5. Antikörpernachweis im Blut: Ein positiver indirekter Antikörpernachweis im Blut ist nicht eindeutig. Er sagt nur aus, dass die Katze mit dem Coronavirus Kontakt hatte, auch wenn es sich nur um die harmlose Variante handelte. Die Sensitivität liegt bei 85 Prozent, die Spezifität allerdings nur bei 57 Prozent. Ein positiver Test mit einem Titer von kleiner als 1:1600 erhöht zwar die Spezifität auf etwa 98 Prozent, reduziert allerdings die Sensitivität auf 33 Prozent.
6. Antigen-Antikörper-Komplex Nachweis im Blut: Der Nachweis von Antigen-Antikörper-Komplexen mittels ELISA hat nur eine Sensitivität von etwa 50 Prozent, die Spezifität liegt bei 91 Prozent.
7. FCoV-PCR im Blut: über ein PCR-Verfahren lässt sich eine Virämie nachweisen. Die Sensitivität liegt hier bei etwa 53 Prozent, die Spezifität bei 87,5 Prozent.

Eine Kombination verschiedener Verfahren erhöht die diagnostische Aussagekraft. Eine Bestimmung der durch Hämolyse freigesetzten Lactatdehydrogenase (ein Enzym, das Laktat in Pyruvat umwandelt) kann einen weiteren Hinweis auf die Erkrankung geben, ebenso die die Bestimmung der bei Katzen meist durch FIP verursachten Erhöhung des Bauchspeicheldrüsenenzyms alpha-Amylase.

Während für die feuchte Form ein Antigennachweis im Erguss als beweisend gilt, ist die trockene Form nur schwierig nachzuweisen. Die Nachweismethoden 4-7 (siehe feuchte Form) sind ebenfalls möglich, allerdings gilt bislang nur der pathohistologische Nachweis als aussagekräftig für das Vorhandensein der FIP. Ein Nachweis der Antikörper in Gewebsproben (Bioptat) von Lunge, Leber, Niere und Lymphknoten gilt als beweisend, es gibt aber eine Kreuzreaktion mit der harmlosen FCoV-Variante. Ein PCR-Test zum Virusnachweis in Geweben ist ebenfalls kommerziell erhältlich.

Problematisch ist, dass es bislang keine eindeutige molekularbiologische Charakterisierung der beiden Coronavirus-Varianten gibt, die eine sichere Unterscheidung erlaubt. Von allen diagnostizierten FIP-Erkrankungen beträgt der Anteil der trockenen Form lediglich 17 Prozent, was aber zu einem Gutteil wahrscheinlich durch die schwierige Diagnostizierbarkeit der Krankheit bedingt ist. Eine sichere Diagnose ist bei der trockenen Form nur mittels einer Biopsie und anschließendem immunhistochemischen Nachweis möglich.

Bei der recht typischen feuchten Form müssen andere Ursachen für eine Bauchwassersucht und/oder einen Pleuraerguss ausgeschlossen werden. Hierzu zählen vor allem eine Herzerkrankung, Proteinmangel im Blut (Hypoproteinämie), Stauungsergüsse durch Tumorerkrankungen, Blutungen oder eine bakterielle Pleuritis bzw. Peritonitis; seltener eine Streptotrichose (eitrige bakterielle Pleuritis, die Flüssigkeit ist hier aber bräunlich-trüb) oder eine Ruptur des Ductus thoracicus (Chylothorax). Ein Großteil dieser Erkrankungen kann aufgrund des hierdurch bedingten relativ geringen Proteingehaltes des Ergusses (Transsudat) recht einfach ausgeschlossen werden.

Bei therapieresistentem Fieber und/oder knotigen Veränderungen müssen Feline Leukämie, Immundefizienzsyndrom der Katzen, Panleukopenie, Lymphosarkome, Yersiniose, und die Tyzzersche Krankheit in Betracht gezogen werden.