Nella fasi iniziali della malattia spesso l'esame radiologico non evidenzia alterazioni, come è invece in grado di fare la RM. PIù tardivamente è possibile distinguere il tessuto osseo morto (definito "sequestro") da quello sano in quanto separato da tessuto di granulazione. Questo tessuto può essere poi circondato da tessuto osseo reattivo che a sua volta verrà circondato da nuovo tessuto di granulazione, dando il classico aspetto a "sarcofago". Questo tipo di reazione da un lato rende sicuramente l'osso più solido ma dall'altro rende più difficile l'eliminazione del sequestro, favorendo quindi la cronicizzazione dell'infezione. Un'osteomielite col tempo può anche drenare all'esterno se l'infezione coinvolge anche i tessuti molli fino alla cute.