Prozatím neexistuje zaručená metoda, jak potvrdit či naopak vyvrátit přítomnost lymské boreliózy. Splňuje-li pacient předpoklady pro podezření, tedy zaznamenal přítomnost klíštěte, objevila se u něho erythema migrant a celkově se u něho vyvíjí klasické příznaky onemocnění, bývá to zpravidla dostatečně směrodatné pro určení diagnózy. Avšak ne vždy to je takto patrné a zvláště pokud bakterie zasáhla centrální nervový systém, vykazuje symptomy, jenž mnohem více ukazují na propuknutí roztroušené sklerózy. V takovém případě je nutné podstoupit některý z přímého nebo nepřímého otestování. Nepřímé vyšetření se provádí odběrem krve, v níž jsou hledány stopy po protilátkách. Jelikož však jejich množství závisí na fungování imunitního systému, který borelióza přímo ovlivňuje je tento test dosti nespolehlivý. U přímých metod se přímo hledá patogen, tedy virus borrelia. Při přítomnosti býčího oka se může odebrat histologický vzorek kůže a prozkoumat pod mikroskopem. Ale mnohem častěji je přistupováno k vyšetření vzorků tekutiny z velkého kloubu či mozkomíšního moku.
Pro léčbu lymské boreliózy je podstatná včasná diagnóza. V počáteční fázi jsou nasazeny antibiotika, která jsou podávány jeden až dva měsíce. Délka užívání, množství i dávkování je nutné poctivě dodržovat, čímž se podaří docílit poražení choroby bez jakýchkoliv trvalých následků. V opačném případě pacient riskuje propuknutí chronické fáze, která se může projevit až za mnoho let a nese sebou celou řadu nepříjemných projevů, jenž rapidně ovlivňují každodenní život. Pokud borelióza na toto krátkodobé léčení nereaguje nebo se začne s léčbou v pozdější fázi, již se k ní musí přistupovat mnohem komplexněji. Borelióza je usazená v kloubech, v nervové tkáni a dokonce se mohla rozšířit do centrálního nervového systému. Pro úspěšnost je nutné nasadit dlouhodobě kombinaci antibiotik doplněné o řadu doplňků stravy. Jejich cílem je potlačit vedlejší příznaky dlouhodobého užívání antibiotik. U chronické fáze boreliózy pacient trpí celkově zhoršeným zdravotním stavem, zhoršenou imunitou a léčba se odvíjí od jeho aktuálního stavu. V tuto chvíli již není možné docílit plného vyléčení a léčba je zaměřena na minimalizování potíží. V tomto stádiu se při postižení centrální nervové soustavy přistupuje k podávání antibiotik v podobě kapaček.