線維筋痛の診断はとても困難です。なぜなら、線維筋痛を的確に診断検査が存在しないためです。実際、線維筋痛の診断を下される前、血液検査・レントゲンなどいくつもの検査を行っても、正常な結果しか戻ってこない場合も多くあります。これらの検査によって、関節リウマチ、狼瘡や多発性硬化症などの他の病気の可能性は否定できるのですが、線維筋痛を確定することはできません。
米国リウマチ学会が線維筋痛の研究の評価に役立つように線維筋痛の一般分類のガイドラインを作成しました。このガイドラインによると、線維筋痛と診断されるためには最低三ヶ月に渡って広範囲の痛みを患っていて、比較的軽く触っても大きな圧痛（さわると痛い）がある箇所が、最低でも体の11箇所にあることとされています。病歴に加えて医者が線維筋痛を診察する時、頭、上肢、特定の関節を押して痛みを確かめることもあります。
全ての医者がこの線維筋痛のガイドラインに賛成している訳ではありません。この基準が杓子定規で11箇所の痛みがない人も線維筋痛と診断される可能性もあります。