Rozpoznanie thumb|Obraz z elektronowego mikroskopu transmisyjnego pokazujący rotawirusy obecne w kale chorego dziecka Diagnozę infekcji rotawirusowej zwykle poprzedza rozpoznanie grypy żołądkowej powodującej biegunkę. Większość dzieci przyjętych do szpitala z powodu grypy żołądkowej jest poddawana badaniu na obecność rotawirusa typu A. Wykrycie rotawirusów typu A polega na wykryciu antygenów i odbywa się poprzez badanie kału chorego, przy pomocy testu immunoenzymatycznego. Na rynku farmaceutycznym istnieje również cała gama czułych testów, pozwalających na wykrycie wszystkich odmian rotawirusa A. Wśród innych metod wykrywania rotawirusów są także badanie kału mikroskopem elektronowym oraz PCR, które często są wykorzystywane do badań naukowych. Do wykrywania i rozpoznawania wszystkich trzech grup rotawirusów ludzkich i ich wariacji wykorzystuje się PCR z odwrotną transkryptazą.