Les éléments de diagnostic sont ceux de la maladie de Lyme.
L'érythème migrant, souvent associé à de la fièvre est typique, mais non systématique (il peut être très discret ou ne pas apparaître du tout ou avoir été confondu avec une allergie.). S'il n'a pas été détecté en phase initiale de la maladie, la malade peut spontanément guérir ou sa maladie va évoluer en deux phases successibles plus difficiles à soigner, avec le risque de conserver des séquelles invalidantes toute sa vie.
En son absence ou s'il n'a pas été détecté au premier stade de la maladie, et plus encore si le malade a oublié qu'il a été piqué ou ne pense pas à faire le rapprochement entre une piqure ancienne de tique et ses symptômes, le médecin doit détecter, via un diagnostic différentiel complexe, une association de symptôme, parmi une centaine de symptômes recensés, dont aucun n'est spécifique ni typiques hormis l'ACA (Acrodermatite chronique atrophiante ; qui est typique (Certains auteurs estiment même que cette acrodermatite n'est induite que par B. afzelli et non par les autres borrélies) .
L'acrodermatite atrophiante n'est cependant pas systématique, et elle peut avoir disparu au moment du diagnostic ou peut être confondu avec une cicatrice de brûlure ou un lichen plan), car il est fréquent que le patient n'ait pas souvenir d'avoir été piqué par une tique ou un autre acarien ou insecte. L'ACA semble être une manifestation typique de cette bactérie ou de ses consoeurs européennes (Il n'a jamais été détecté en Amérique du Nord).
Après la phase d'infection, lors de la phase chronique d'infection, la bactérie se multiplie peu, est capable d'échapper au système immunitaire (en distançant les globules blancs) ou en s'enkystant avant de créer un nouveau foyer d'infection dans un autre organe quelques mois ou années plus tard.
Test de dépistage et de confirmation (In vitro)
Le test de dépistage est souvent immunoenzymatique (méthode considérée comme plus fiable que les dépistages par immunofluorescence indirecte ou hémagglutination indirecte ; les deux dernières méthodes étant jugées d'interprétation plus subjective). Le premier test est donc généralement un test Elisa (rapide et peu couteux), mais avec de faux négatifs ou de faux positifss possibles.
Le test de confirmation est le plus souvent un Western blot, si possible effectué sur un sérum frais, sinon sur un plasma frais, clair et sans hémolyse.
Ce test est plus spécifique et sensible que les test de dépistages, mais plus long dans sa mise en œuvre. Si les bandelettes sont illisibles mais que les symptômes persistent, un second test doit être fait dans les semaines qui suivent.
Il existe depuis peu un Western blot reconnaissant spécifiquement les protéines de B. Afzelli et B. garinii, qui sont les borrélies les plus fréquentes en de l'Europe au Japon, alors que les premiers tests étaient faits pour détecter B. burdogferi, qui n'est presque pas présent en Eurasie mais très présent aux USA.
Théoriquement, les Western blot aujourd'hui mis sur le marché doivent détecter des protéines communes aux 4 borrélies impliquée dans la maladie.
La notice de ce test précise cependant que « Une interprétation négative n'exclut pas la possibilité d'une infection à borrelia » . Des faux positifs sont par ailleurs possible si le malade a été infecté ou co-infecté par d'autres spirochètes (ex : Syphilis, Pian, Pinta, Leptospirose, autres borrélioses, maladies parodontales...) ou suite à d'autres infections telles que fièvre pourpre des Montagnes Rocheuses, virus d'Zpstein-Barr ou cytomégalovirus dont les anticorps ont une réaction croisée avec B afzelii ou garinii. Des maladies autoimmunes des tissus conjonctifs comme la polyarthrite rhumatoïde ou certaines formes de lupus érythémateux peuvent aussi produire des faux positif, comme d'ailleurs des sujets produisant des anticorps antinucléaires.
Une PCR (qui détecte l'ADN de la borrélie, après amplification de ce dernier et grâce à une « sonde » spécifique) est également possible (sur prélèvement de liquide cérébrospinal ou synovial en général). Enfin, une culture directe des spirochètes peut être faite.