X线显示片状肺泡浸润，继而肺实变，尤其多数见于下叶，单侧或双侧。免疫功能低下的严重患者可出现空洞或肺脓肿。肺部病变的吸收常较一般肺炎为慢，作临床治疗有效时，其X线表现病变仍呈进展状况，为其X线特征之一。20％患者至2周后病变始明显吸收，1－2个月阴影才完全消散，少数患者可延迟至数月。
支气管抽吸物、胸液、支气管肺泡灌洗液Giemsa染色可以查见细胞内的军团杆菌。军团菌生长条件要求严格，培养阳性率甚低。应用PCR技术扩增杆菌基因判断，能快速诊断。间接免疫荧光抗体检测、血清实管沉集试验及血清微量凝集试验时，前后两次抗体滴度呈4倍增加，分别达1：128、1：160或更高者，均可诊断。尿液ELISA法检测细菌可溶性抗原，亦具有较强特异性。采用分子杂交技术在分子水平检测军团菌已受到重视，应用核酸探针方法检测与鉴定军团菌，具有简捷、特异等优点，并可克服军团军生长缓慢以及抗原多态性等问题。