È difficile poter fare una diagnosi di febbre gialla sulla base dei disturbi (sintomi), specialmente nella fase iniziale. Anche quando si presenta in forma più grave, la febbre gialla può essere confusa con la malaria, l'epatite virale o con altre febbri emorragiche. Nelle prime fasi della malattia, la presenza del virus può essere dimostrata nel sangue attraverso test molecolari. In fasi più tardive è, invece, necessario ricercare la presenza di anticorpi specifici per la febbre gialla attraverso l'utilizzo di test sierologici.