L'examen direct des prélèvements biologiques permet de reconnaître tous les sérogroupes de Legionella pneumophila.

On prélève
Des sécrétions bronchiques, par lavage broncho-alvéolaire ou brossage bronchique
Ou du parenchyme pulmonaire, par biopsie.

Les limites
L’examen est réalisé par immunofluorescence directe (IFD) à l’aide d'anticorps mono ou polyclonaux. Le diagnostic est rapide (moins de 4 heures), mais la technique a ses limites :
Sensibilité : 25 à 40 % avec un seuil de détection de 10 000 UFC/ml
Spécificité : 60 à 70 %
Des réactions immunologiques croisées avec certaines bactéries (Pseudomonas aeruginosa ou fluorescens, Stenotrophonomas maltophilia, Bordetella pertussis, Bacteroïdes fragilis et Francisella tularensis).

Et l'amplification génique ?
Cette méthode rapide (Polymérase Chain Reaction) permet de détecter toutes les espèces de Legionella dans des prélèvements divers : urine, lavage broncho-alvéolaire et sérum. Limites : elle n’entre pas dans les critères actuels de définition des cas de legionellose.