O diagnóstico da doença depende de um conjunto de sinais e sintomas, além de alteração em alguns exames. É necessário buscar avaliação de um reumatologista, pois outras doenças não-reumatológicas podem imitar um quadro de polimiosite (por exemplo, infecções).

Exame físico para examinar o estado dos músculos.
Análises do sangue para que o médico possa apurar a existência, ou não, de enzimas musculares em excesso ou de auto-anticorpos.
História médico familiar, desta forma, o médico poderá comparar o doente com os seus antepassados, de forma a distinguir a Polimiosite de outra doença com sintomas comuns.
Biópsia muscular, ao retirar uma amostra do músculo do paciente, pode-se pesquisar a existência de proteínas anormais ou de enzimas deficientes.
Alguns médicos optam ainda por uma ressonância magnética, de forma a encontrar alguma infecção muscular.