Диагностика коклюша на катаральной стадии возможна лишь после проведения бактериологических лабораторных исследований. Как правило, они назначаются на основании эпидемиологических сведений, например если зафиксирован контакт человека с больным коклюшем, нет вакцинации и т. п. Если уже началась стадия судорожного кашля, диагностировать коклюш намного проще, потому что начинаются характерные для заболевания симптомы. Но врачу нужно учесть, что в некоторых случаях спазматический кашель, похожий на коклюшный, вызывается иными причинами, среди которых аденовирус (аденовирусная инфекция), вирусная пневмония, давление на дыхательные пути при раковых заболеваниях, мононуклеозной инфекции (инфекционный мононуклеоз) и т. д. Главной методикой лабораторной диагностики коклюша является выявление коклюшной палочки. Точность анализов зависит от стадии развития заболевания: на первой неделе болезни возбудитель выявляется у 95 процентов заболевших, на четвертой – только у половины, а если с момента заражения прошло пять недель, палочка вообще не определяется. На анализ берут мазок из носоглотки сухим тампоном, материал тут же помещают в чашку Петри с питательной средой. Кроме описанного способа применяют еще методику кашлевых пластинок. Она заключается в том, что чашка с питательной средой подносится ко рту кашляющего пациента на дистанции приблизительно 10 сантиметров. В этом положении чашку держат некоторое время, пока ребенок кашляет 5-6 раз. Сосуд сразу закрывают и ставят в термостат. Необходимо, чтобы при доставке материала в лабораторию чашка не переохлаждалась, а для этого ее заворачивают в пергамент, вату, ставят на грелку, наполненную горячей водой. Но по точности и частоте определения коклюшной палочки способ кашлевых пластинок существенно уступает мазку.

В ретроспективной диагностике коклюша, а также для обследования людей с отрицательными результатами бактериологических посевов применяется серологический анализ. К старым, но возможным методам диагностики относят реакцию связывания комплимента, реакцию пассивной непрямой агглютинации, реакцию агглютинации. Для постановки диагноза критическим является возрастание титров антител вчетверо и выше, а также повышенные титры антител (1:80 и более).

Сегодня в диагностических целях при подозрении на коклюш активно применяется ИФА метод для выявления антител в сыворотке крови (иммуноглобулины М) и в слизи, взятой из носоглотки (иммуноглобулины А). Данные антитела выявляются начиная с второй-третьей недели заболевания и в последующем на протяжении трех месяцев.

Коклюш в катаральной стадии необходимо отличать от острых респираторных инфекций, а на стадии судорожного кашля – от иных болезней, для которых характерны сильные, продолжительные кашлевые приступы при отсутствии жара и симптомов интоксикации организма.