引起腹泻的病因比较复杂，有细菌、病毒、寄生虫等，某些化学药品亦可导致腹泻。大肠埃希杆菌肠炎应注意与下列疾病鉴别。
1、细菌性痢疾 由志贺菌属引起，腹泻以脓血或黏液状便较常见，量少，并常有里急后重，多有寒热。粪便镜检可发现大量脓细胞、红细胞和吞噬细胞。婴幼儿中毒型菌痢或非典型菌痢应以病原学诊断来鉴别。
2、霍乱弧菌 引起感染后，先发生剧烈的腹泻而后呕吐，很少恶心，呕吐物及腹泻大便呈米泔水样，量多，无里急后重，少数患者有少量血便。脱水重者常引起肌肉痛性痉挛，皮肤皱瘪，体表温度低于正常，镜检可发现运动极活泼的弧菌，应进一步作细菌培养鉴别。
3、副溶血弧菌性食物中毒 由副溶血性弧菌引起，主要因进食被该细菌污染的食物（多与海产品有关），起病急骤，先以畏寒、阵发性腹痛（上腹部绞痛）开始，相继呕吐腹泻，多呈水样便或血水样便，多为同餐者先后发病，应进行细菌培养鉴别。
4、沙门菌食物中毒 进食被鼠伤寒沙门菌污染食物引起。起病急，常伴有寒热、腹痛、气胀、恶心、呕吐、腹泻，呈水样便并有恶臭，早期出现菌血症，多有同餐者集体发病。依靠病原学、血清学诊断鉴别。
5、病毒性腹泻 由肠道病毒感染引起的腹泻，其特点是高度传染性。轮状病毒、小圆病毒等感染早期有呕吐，相继腹泻，多呈水样便并有黏液，多发生在秋冬季。其他病毒性腹泻多见于夏秋季，有恶心呕吐，除消化道症状外，常有呼吸道症状，咽炎，并发轻瘫，常累及颈肌、背肌。周岁内小儿多见有绿色水样便或蛋花样水便。抗生素治疗一般无效，病程多在5～7天自愈。用血清学及病毒分离进一步鉴别。
6、空肠弯曲菌性肠炎 空肠弯曲菌引起轻症与病毒性肠炎相似，重症与溃疡性结肠炎或克罗恩病相似。有发热，腹泻水样或黏液样便，有恶臭，呈胆汁色，重症有脓血便，似菌痢多在1周恢复。儿童患者常有腹绞痛，高热时可发生惊厥。发病多与接触家禽、家畜或饮用未消毒牛奶、生水有关。暗视野镜检可发现射箭样活泼动力的弯曲菌，细菌培养进一步诊断。
7、耶尔森菌肠炎 多见于儿童发病，与食物、水污染有关。腹痛、腹泻、低热、呈水样便，可有败血症，可并发结节性红斑、假性阑尾炎、关节炎。细菌培养可进一步鉴别。
8、其他 应注意与贾第鞭毛虫、阿米巴痢疾引起的腹泻鉴别，粪便镜检可发现阿米巴原虫或贾第鞭毛虫。