Röntgen- und Blutuntersuchungen, Gelenkultraschall (Gelenksonografie) und Kernspintomografie ergeben in der Regel keine Auffälligkeiten, es sei denn ein sekundäres Fibromyalgiesyndrom (Fibromyalgie bei z.B. einem Systemischen Lupus erythematodes etc.) besteht.

Da die Fibromyalgie keine beobachtbaren organischen Veränderungen hervorruft, lässt sie sich vor allem dadurch erkennen, dass andere Erkrankungen ausgeschlossen werden (Ausschlussdiagnostik). Dazu wird der Arzt den Patienten ausführlich nach seiner Krankheitsgeschichte und seinen Symptomen befragen und verschiedene Untersuchungen, wie z. B. vor allem eine Blutuntersuchung, Gelenksonografie, gegebenenfalls auch eine Röntgenuntersuchung  vornehmen.

Große Bedeutung bei der Fibromyalgie-Diagnostik haben die druckschmerzhaften  „Tender Points" an den Muskel-Sehnen Ansätzen. Nach den Kriterien der Amerikanischen Gesellschaft für Rheumatologie (ACR) liegt eine Fibromyalgie vor, wenn allgemeine Muskelschmerzen in Kombination vorliegen und wenn mindestens 11 der 18 „Tender Points" druckempfindlich sind. Zur Überprüfung der Schmerzhaftigkeit drückt der Arzt mit von einer Kraft von etwa 4 Kilogramm auf den Punkt. Es gibt inzwischen auch Geräte, die diese Aufgabe übernehmen können.