稀释倍数过大或过小，可导致5d耗氧量太少或太多，超出正常耗氧范围使实验失败。而由于BOD5的测定周期很长，一旦出现此类情况，就无法以原样补测。因此，必须十分重视稀释倍数的确定。
工业废水的组分虽然复杂，但其BOD5值与CODCr值之比通常在0.2～0.8之间，造纸、印染、化工等废水比值较低，食品工业废水则较高。一些含有颗粒状有机物的废水如酒糟废水等，在测定其BOD5时，会由于颗粒物沉淀于培养瓶底不能参加生化反应，造成比值明显偏低。
稀释倍数的确定是按测定BOD5时，5d耗氧应大于2mg/L、剩余溶解氧大于1mg/L这两个条件为原则。稀释后当日培养瓶中的DO为7～8.5mg/L，假设5d耗氧量为4mg/L，则稀释倍数为CODCr值分别与0.05、0.1125、0.175三个系数的乘积。例如用250mL培养瓶测定CODCr为200mg/L的水样BOD5时，三个稀释倍数分别为：①200×0.005=10倍，②200×0.1125=22.5倍，③200×0.175=35倍。如果采用直接稀释法，则取水样的体积分别为：①250÷10=25mL，②250÷22.5≈11mL，③250÷35≈7mL。
照此取样培养，将有1～2个测得的溶解氧结果符合上述两个原则。如果有两个稀释比符合上述原则，计算结果时，应取其平均值。如果剩余的溶解氧小于1mg/L、甚至为零时，应加大稀释比。如果培养期间溶解氧消耗量小于2 mg/L，一个可能是稀释倍数过大;另一个可能是微生物菌种不适应、活性差，或有毒物质的浓度过大，此时还可能出现稀释倍数大的培养瓶消耗溶解氧反而较多的现象。
如果稀释水为接种稀释水，由于空白水样耗氧为0.3～1.0mg/L，所以稀释系数分别为0.05、0.125和0.2。
如果已知水样CODCr具体值或大概范围，可以较容易地按上述稀释倍数去分析其BOD5值。当不知道水样的CODCr范围，为了缩短分析时间，可在测定CODCr过程中进行估算。具体做法是：首先配制每升中含有0.4251g邻苯二甲酸氢钾的标准溶液(此液CODCr值为500mg/L)，然后按比例稀释成CODCr值分别为400mg/L、300mg/L、200mg/L、100mg/L的稀溶液。分别移取20.0mLCODCr值为100mg/L～500mg/L的标准溶液，按常法加入试剂，进行CODCr值测定。加热煮沸腾回流30min后，自然冷却到常温再加盖保存，制成标准比色系列。按照常法测定水样的CODCr值过程中，当煮沸回流进行到30min时，用预热后的标准CODCr值色列进行对比，估算出水样的CODCr值，依此确定化验BOD5时的稀释倍数。对含有难消解有机物的印染、造纸、化工等工业废水，必要时在煮沸回流到60min时再进行比色估算。
