稀釋倍數過大或過小，可導致5d耗氧量太少或太多，超出正常耗氧范圍使實驗失敗。而由于BOD5的測定周期很長，一旦出現此類情況，就無法以原樣補測。因此，必須十分重視稀釋倍數的確定。
工業廢水的組分雖然復雜，但其BOD5值與CODCr值之比通常在0.2～0.8之間，造紙、印染、化工等廢水比值較低，食品工業廢水則較高。一些含有顆粒狀有機物的廢水如酒糟廢水等，在測定其BOD5時，會由于顆粒物沉淀于培養瓶底不能參加生化反應，造成比值明顯偏低。

進口溶氧儀(DO)

稀釋倍數的確定是按測定BOD5時，5d耗氧應大于2mg/L、剩余溶解氧大于1mg/L這兩個條件為原則。稀釋后當日培養瓶中的DO為7～8.5mg/L，假設5d耗氧量為4mg/L，則稀釋倍數為CODCr值分別與0.05、0.1125、0.175三個系數的乘積。例如用250mL培養瓶測定CODCr為200mg/L的水樣BOD5時，三個稀釋倍數分別為：①200×0.005=10倍，②200×0.1125=22.5倍，③200×0.175=35倍。如果采用直接稀釋法，則取水樣的體積分別為：①250÷10=25mL，②250÷22.5≈11mL，③250÷35≈7mL。
照此取樣培養，將有1～2個測得的溶解氧結果符合上述兩個原則。如果有兩個稀釋比符合上述原則，計算結果時，應取其平均值。如果剩余的溶解氧小于1mg/L、甚至為零時，應加大稀釋比。如果培養期間溶解氧消耗量小于2 mg/L，一個可能是稀釋倍數過大；另一個可能是微生物菌種不適應、活性差，或有毒物質的濃度過大，此時還可能出現稀釋倍數大的培養瓶消耗溶解氧反而較多的現象。
如果稀釋水為接種稀釋水，由于空白水樣耗氧為0.3～1.0mg/L，所以稀釋系數分別為0.05、0.125和0.2。
如果已知水樣CODCr具體值或大概范圍，可以較容易地按上述稀釋倍數去分析其BOD5值。當不知道水樣的CODCr范圍，為了縮短分析時間，可在測定CODCr過程中進行估算。具體做法是：首先配制每升中含有0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀的標準溶液（此液CODCr值為500mg/L），然后按比例稀釋成CODCr值分別為400mg/L、300mg/L、200mg/L、100mg/L的稀溶液。分別移取20.0mLCODCr值為100mg/L～500mg/L的標準溶液，按常法加入試劑，進行CODCr值測定。加熱煮沸騰回流30min后，自然冷卻到常溫再加蓋保存，制成標準比色系列。按照常法測定水樣的CODCr值過程中，當煮沸回流進行到30min時，用預熱后的標準CODCr值色列進行對比，估算出水樣的CODCr值，依此確定化驗BOD5時的稀釋倍數。對含有難消解有機物的印染、造紙、化工等工業廢水，必要時在煮沸回流到60min時再進行比色估算。

進口溶氧儀(DO)

測定BOD5時水樣稀釋法分一般稀釋法和直接稀釋法兩種，其中一般稀釋法需要使用的稀釋水或接種稀釋水數量較多。
一般稀釋法是在1L或2L量筒中，加入稀釋水或接種稀釋水約500mL，然后加入計算而得的一定體積的水樣，再加稀釋水或接種稀釋水到滿量程，用末端裝有橡皮圓片的玻璃棒在水面下慢慢作上提或下沉式攪動，最后用虹吸管將已經混合均勻的水樣溶液引入培養瓶中，并使充滿溢出少許，小心蓋緊瓶塞，并水封瓶口。對第二或第三個稀釋倍數的水樣，可利用剩余的混合液，經計算后在添加一定量的稀釋水或接種稀釋水，用同樣的方法混合并引入培養瓶。
直接稀釋法是先以虹吸法在已知容積的培養瓶中引入約一半容積的稀釋水或接種稀釋水，然后沿瓶壁注入根據稀釋倍數計算出的每一培養瓶中應加入的水樣體積，再引入稀釋水或接種稀釋水至瓶頸，小心蓋緊瓶塞，并水封瓶口。
使用直接稀釋法時，特別要注意最后引入稀釋水或接種稀釋水時一定不能過快。同時要摸索引入體積的操作規律，避免過量溢出而產生的誤差。
無論使用哪中方法，在將水樣引入培養瓶時，動作必須要輕緩，避免發生氣泡，以防空氣溶入水中或水中氧氣溢出。同時要保證在蓋緊瓶蓋時一定要細心，避免瓶內留有氣泡而影響測定結果。培養瓶在培養箱內培養時，每天都要檢查其水封情況，及時填水，以防止封口水份蒸干而使瓶內進入空氣。此外，5d前后使用的兩個培養瓶的體積必須相同，以減小誤差。