L'un des points les plus importants lors du diagnostic est de bien recueillir les antécédents du patient et de considérer la possibilité d'une embolie. Des symptômes tels que la dyspnée, la toux, l'expectoration sanglante et la douleur thoracique, qui sont des signes d'embolie, peuvent également apparaître dans de nombreuses autres affections pulmonaires. Si l'histoire de la maladie, son apparition soudaine et les facteurs de risque identifiés suggèrent une embolie pulmonaire, la première chose à faire est une simple analyse sanguine.

En cas d'embolie pulmonaire, les paramètres D-dimère, ALT et AST sont élevés. Mais cela n'est pas suffisant pour un diagnostic définitif. Le diagnostic définitif d'embolie pulmonaire est posé par un scanner thoracique réalisé selon un protocole d'embolie, avec injection d'un produit de contraste. Ce scanner permet d'identifier le vaisseau pulmonaire obstrué par le caillot. Pour déterminer l'origine du caillot, une échographie Doppler des jambes est réalisée. Après le diagnostic définitif d'embolie pulmonaire, un plan de traitement est établi en fonction de l'état du patient.