O diagnóstico diferencial da dor em membros é amplo e inclui doenças graves como as neoplásicas, infecciosas e reumatológicas. Portanto, o diagnóstico de "dor de crescimento" é de exclusão.

O pediatra deve estar atento a alguns sinais indicativos de doença orgânica, como mudança repentina do padrão da dor, presença de outros sinais e sintomas além da dor e de alterações laboratoriais, em especial aumento significativo da velocidade de hemossedimentação e da proteína C reativa. 

Diante da criança com dor de início súbito e simétrica, após infecção das vias aéreas superiores e gastrointestinais, com dificuldade de deambulação e/ou claudicação, para se confirmar a suspeita de miosite vital deve ser solicitada ressonância nuclear magnética ou eletroneuromiografia, além de dosagem de CPK (creatinofosfoquinase). 

Os exames laboratoriais e de imagem devem ser solicitados com base no quadro clínico e na suspeita diagnóstica. Alguns testes, como o Fator Antinúcleo (FAN) e fator reumatoide, podem estar presentes em crianças e adolescentes saudáveis e não indicam doença reumática.