Como existem várias causas para fibrose pulmonar, um diagnóstico preciso da doença pode requerer diversos exames e várias visitas ao médico. Além disso, pareceres e opiniões de outros especialistas também podem ser solicitados como, por exemplo, radiologistas torácicos, reumatologistas, patologistas pulmonares, etc.

Uma história clínica minuciosamente tirada é o alicerce de todo o processo. O médico deve investigar em detalhes a presença de exposições ambientais atuais e passadas, tipos de atividade profissionais, tratamentos médicos e uso de drogas no presente e no passado, criação de animais, consumo de cigarros, dores articulares, casos semelhantes na família, etc. Após a obtenção da história clínica, um exame físico completo é realizado.

Radiografias simples de tórax costumam ser o primeiro exame radiológico pedido. Elas geralmente indicam apenas a presença do processo, mas não fornecem informações suficientes para se chegar ao diagnóstico definitivo. O exame radiológico mais informativo em pacientes com suspeita de fibrose pulmonar é a tomografia computadorizada de tórax com cortes de alta resolução (TCAR).

Em muitas situações apenas a história clínica, juntamente com o exame físico e o aspecto da TCAR são suficientes para se chegar a um diagnóstico.

Em outras situações exames adicionais precisam ser solicitados como, por exemplo, as broncoscopias. A broncoscopia é uma endoscopia das vias respiratórias. Nesse exame, além de verificar o aspecto dos pulmões por dentro, o médico examinador pode injetar um pouco de liquido em uma determinada área e depois coletar esse material de volta. O material colhido por essa técnica chama-se lavado broncoalveolar e é enviado para o laboratório para diversos tipos de exames. Durante as broncoscopias também podem ser feitas biópsias pulmonares com o emprego de pinças metálicas. Porém, essas biópsias obtidas por broncoscopias, por serem de tamanho pequeno, podem deixar de trazer informações definitivas. Por isso, em muitas ocasiões os médicos acabam não pedindo este exame e partem direto para uma biópsia pulmonar cirúrgica.

Nos casos em que os métodos de investigação menos invasivos não permitam o estabelecimento do diagnóstico definitivo, frequentemente lança-se mão da biópsia pulmonar cirúrgica. Esse procedimento permite a obtenção de dois ou três fragmentos pulmonares de tamanho expressivo, geralmente com mais de dois centímetros no maior diâmetro. As biópsias cirúrgicas são consideradas o melhor tipo de exame para diferenciar os diversos tipos microscópicos de pneumonias intersticiais fibrosantes.

É importante notar que, não raro, mesmo após terem sido seguidos todos os passos preconizados na investigação, o diagnóstico final permanece incerto e o médico fica em dúvida entre mais de uma possibilidade diagnóstica. Embora seja uma situação incomum, às vezes, alguns diagnósticos só se confirmam, ou mesmo são revistos, após longos períodos de acompanhamento clínico.