O diagnóstico de brucelose pode ser feito pela identificação do agente por métodos diretos:
Teste de Soroaglutinação com Antígeno Acidificado Tamponado (AAT), preparado com o antígeno na concentração de 8%, tamponado em pH ácido e corado com o Rosa de Bengala.
Teste do 2-Mercaptoetanol (2-ME) é uma prova quantitativa seletiva que detecta somente a presença de IgG no soro e deve ser executada sempre em paralelo com a prova lenta em tubos.
O isolamento e a identificação da Brucella abortus, a partir da imunohistoquímica, pode ser procedida em material de aborto, após a fixação em formol, e permite tanto a identificação do agente quanto a visualização de aspectos microscópicos do tecido examinado.
Fixação de Complemento (FC) é o teste empregado em diversos países que conseguiram erradicar a brucelose ou estão em fase de erradicá-la, sendo o teste de referência recomendado pela Organização Mundial de Saúde Animal (OIE) para o trânsito internacional de animais.
Teste do Anel em Leite (TAL) é idealizado para ser aplicado em misturas de leite de vários animais, uma vez que a baixa concentração celular do antígeno (4%) torna-o bastante sensível. Empregam-se, mais comumente, antígenos corados com hematoxilina que dá a cor azul característica à reação positiva.