Takie wyniki mogą nasuwać podejrzenie zatoru i skłaniają do dalszej diagnostyki.
Jedną z podstawowych metod rozpoznawania zatorowości płucnej jest arteriografia płucna. Już w jednorazowej projekcji można stwierdzić ubytki w przepływie lub całkowite jego zamknięcie. Ujemny wynik jednoznacznie pozwala na odstąpienie od leczenia przeciwkrzepliwego. Metoda ta jest metodą inwazyjną, wystawiającą chorego na działanie kontrastu i promieniowania jonizującego i dlatego powinna być stosowana z rozwagą.
Scyntygrafia płuc jest najczęściej wykonywanym badaniem w diagnostyce zatorowości płucnej (oczywiście dotyczy to ośrodków, które mogą takie badanie przeprowadzić). Jest mniej inwazyjna niż arteriografia, a przy prawidłowym wyniku daje bardzo zbliżone wyniki diagnostyczne. Często wynik ten jest niediagnostyczny i trzeba się opierać na innych badaniach.
Spiralna tomografia komputerowa z podaniem kontrastu, tzw. angio-TK, jako metoda nieinwazyjna jest bardzo pomocna w ustaleniu rozpoznania. Wynik dodatni potwierdza rozpoznanie, natomiast wynik negatywny nie upoważnia do wykluczenia subsegmentalnych rozgałęzień tętnicy płucnej.