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。
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。
