De arts kan de diagnose urineweginfectie meestal stellen op basis van de typische symptomen en middels een urineonderzoek. Een urineonderzoek op de huisartsenpraktijk (via teststrips) is vaak voldoende om een blaasontsteking aan te tonen. De uitslag is meestal binnen een dag bekend. Indien verder onderzoek geïndiceerd is, kan een beroep worden gedaan op klinisch chemisch laboratorium en/of microbiologisch laboratorium.
Bij gecompliceerde of vaak terugkerende urineweginfecties is verdere diagnostiek noodzakelijk. Voor dit doel worden de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de urineweginfectie geïdentificeerd met een zogenaamde urinekweek en wordt hun gevoeligheid voor antibiotische behandeling getest. In dergelijke gevallen kan ook een cystoscopie worden uitgevoerd om eerder niet-herkende pathologische veranderingen in de urinewegen te ontdekken. Een cystoscopie is een inwendig onderzoek van de plasbuis en de blaas.