Erste Hinweise auf das mögliche Vorhandensein eines Pleuraergusses ergeben sich aus der Erhebung der Krankengeschichte in Verbindung mit der körperlichen Untersuchung. Da der Erguss die Lunge verdrängt, ist über dem Bereich, in dem sich der Erguss befindet, kein Atemgeräusch zu hören.

Röntgenuntersuchungen

 Auf einer Röntgenaufnahme des Brustkorbs sind Pleuraergüsse ab einer Menge von 150 Millilitern zu erkennen. Kleinere Mengen können mithilfe von Ultraschall erkannt werden.
 Eine Computertomographie des Brustkorbes kann auch geringste Mengen an Pleuraerguss nachweisen und bietet zusätzlich den Vorteil, dass auch die Lunge mit ihren Gefäßen sowie und der Raum zwischen den Lungen (Mediastinum), in dem sich neben dem Herz und den großen Gefäßen viele Lymphdrüsen befinden, mit beurteilt werden können.

Pleurapunktion

Ist ein Pleuraerguss vorhanden, sollte in einem zweiten Schritt geklärt werden, um welche Art von Erguss es sich handelt. Hierzu wird zunächst in Lokalanästhesie eine geringe Menge Pleuraflüssigkeit mit einer Spritze gewonnen und im Labor sowie unter dem Mikroskop untersucht. Wichtig sind dabei:

 Untersuchung auf Bakterien
 Klinisch-chemische Untersuchung, z.B. Bestimmung des Eiweißgehaltes
 Untersuchung auf Entzündungs- und Krebszellen

Etwa bei der Hälfte der Patienten kann so die Ursache des Pleuraergusses geklärt werden. Verursacht ein großer Pleuraerguss erhebliche Atemnot, kann er in gleicher Sitzung abgelassen werden. Häufig bewirkt bereits diese Maßnahme eine rasche Besserung der Atemnot.

"Blinde" Pleurabiopsie

Bleibt die Ursache unklar, wird in örtlicher Betäubung unter Ultraschallkontrolle mit einer speziellen Hohlnadel eine Gewebeprobe des Rippenfells entnommen. Da es nur umschrieben verändert sein kann und die Biopsie nicht unter direkter Sicht erfolgt, klären Pleurapunktion und "blinde" Pleurabiopsie zusammen nur bei ca. 75 Prozent der Patienten die Ursache des Ergusses.

Thorakoskopie

Diese Methode dringt stärker in den Körper ein als die oben genannten Methoden. Sie kann entweder in örtlicher Betäubung oder in Vollnarkose durchgeführt werden. Hierbei werden ein oder mehrere große Hohlnadeln (Trokare) eingebracht, über die der gesamte Pleuraraum eingesehen werden kann. Gleichzeitig können unter Sicht Gewebeproben an auffälligen Stellen sowohl von Rippen- als auch von Lungenfell entnommen werden. Diese Untersuchung klärt fast immer die Ursache des Ergusses.

Nur sehr selten ist eine offene Pleurabiopsie im Rahmen einer Operation notwendig.