異常がみられない場合もありますが、病状の程度により、気管支壁の肥厚像や拡張した気管支像が認められます。胸部CT検査では、円柱状や嚢状に拡張した気管支像、拡張した気管支のなかにたまった液体像などが描き出されます。
病変が広範囲の場合、閉塞性換気障害がみられることがあります。
出血部位の特定や細菌検査などに適しています。
気管支拡張症の症状や、気管支拡張症によると考えられる病気がある場合、気管支拡張症を疑います。胸部X線検査で、気管支拡張症による肺の病変は検出できますが、ときには異常が認められないこともあります。CT検査は、診断を確定し、病気の範囲や重症度を確定する上で、最も感度の高い検査法です。
CT検査は、手術を行うかどうかを検討する際に非常に有用です。気管支拡張症と診断した後は、事前に特定できていない場合、その原因となった病気を確認するために検査を行います。この検査には、血液中の免疫グロブリン濃度の測定、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）感染やその他の免疫疾患の検査、嚢胞性線維症の患者では異常が出るため汗に含まれる塩分濃度の測定、採取した鼻、気管支、精子の検体の顕微鏡検査、線毛の構造的または機能的異常を調べる検査などがあります。
気管支拡張症の範囲が、1つの肺葉や1つの肺区域に限定されている場合は気管支鏡検査を行い、吸いこんだ異物や肺腫瘍が原因でないかどうか確認します。そのほか、アレルギー性気管支肺アスペルギルス症や結核など、もとからある病気を確認するためにも検査を行うことがあります。
嚢胞性線維症の遺伝子検査は、家族に嚢胞性線維症にかかった人がいる場合、呼吸器感染症に繰り返しかかる場合、嚢胞性線維症に特有の症状がなくても、他の疑わしい所見がある小児や青年に対して必要になります。