Chez ce nouveau-né présentant une listériose néonatale précoce, les bactéries sont souvent présentes dans le sang et peuvent être isolées du liquide céphalorachidien (LCR). Elles sont très souvent retrouvées dans le liquide gastrique, le méconium et dans d'autres prélèvements (oreilles, nez, ...).

Dans le LCR, les bactéries sont souvent en petite quantité et peuvent être en position intra-cellulaire. Il est souvent observé, au niveau du LCR, la présence de polynucléaires neutrophiles et de lymphocytes (« formule panachée »).

Dans les listérioses néonatales tardives, les prélèvements de choix sont le liquide céphalorachidien et les hémocultures, éventuellement les selles en cas de diarrhée.

Le diagnostic indirect par recherche des anticorps n'a pas d'intérêt par rapport à l'isolement de la bactérie dans ces formes materno-néonatales.

Quand l'isolement de la bactérie a été impossible, en particulier dans les formes méningo - encéphalitiques de l'adulte ou lorsqu'un traitement antibiotique a été débuté avant la réalisation des prélèvements, la recherche de Listeria monocytogenes peut être réalisée par identification de gènes cibles (gène codant pour la listériolysine) par amplification génique (PCR), ou par la recherche et le dosage d'anticorps (par exemple anti-listériolysine) dans le sérum.