阵发性冷性血红蛋白尿可作血液、D-L冷溶血试验、Coombs试验等实验室检查。

血液：一般不一定有贫血，但如发作频繁或发作特别严重时，可见血红蛋白下降，网织红细胞计数上升。

D-L冷溶血试验：将病人血清加入到含有同血型正常人红细胞的新鲜豚鼠血清(供给补体)中，先置于0℃～4℃冰水中约30分钟，然后置于37℃水中2小时，即可发生溶血，而正常则不溶血。这一试验叫做“冷溶血试验”(D-L冷溶血试验)，是阵发性冷性血红蛋白尿作出明确诊断的最有价值的试验。

Coombs试验：在溶血发作时或发作刚过时，做抗人球蛋白直接试验为阳性。因为这时红细胞表面附有补体，所以用普通的抗人球蛋白血清(抗“γ+非γ”)  或抗“非γ”血清均可得到阳性结果。在溶血发作后不久，即转为阴性。

血清瓦氏反应：约1/3患者的血清瓦氏反应阳性，但患者不一定有梅毒。抗梅毒治疗后此反应可以转变为阴性，但也可以继续阳性。