A infecção pelo vírus Zika pode ser diagnosticada principalmente por RT-PCR. Acredita-se que o período virêmico seja pequeno, pois o vírus pode ser detectado no sangue do dia 0 ao 4 após o início dos sintomas. O tempo necessário para o reconhecimento do RNA viral no sangue também pode depender da carga viral durante a fase aguda da doença, porque a viremia diminui com o tempo. Um resultado negativo de PCR no sangue coletado de 5-7 dias após o início dos sintomas não exclui a infecção por Flavivírus.
Os anticorpos Zika IgM específicos podem ser detectados por ensaio imunossorvente ligado a enzima (ELISA) ou ensaios
imunofluorescentes (IFA) do dia 4 ao 5 após o início dos sintomas. IgM específica para Flavivírus pode ser detectada geralmente por 2 a 3 meses, mas às vezes por um período muito maior. Os anticorpos IgG específicos aparecem mais tarde, geralmente do dia 8 ao 10 e permanecem detectáveis por meses.