W diagnostyce wykorzystuje się również badanie histopatologiczne tkanki pobranej w czasie biopsji płuca, w którym obserwuje się zmiany zapalne zlokalizowane śródmiąższowo (obraz tzw. zwykłego śródmiąższowego zapalenia płuc).
Badanie histopatologiczne jest konieczne do pewnego rozpoznania choroby (dotyczy to badania histopatologicznego materiału pobranego z płuca podczas biopsji wykonanej od zewnątrz). Idiopatyczne włóknienie płuc można też ewentualnie rozpoznawać na podstawie cech klinicznych choroby, w tym wypadku należy u pacjenta stwierdzić wszystkie 4 kryteria większe i 3 spośród 4 kryteriów mniejszych ustalonych przez Amerykańskie Towarzystwo Klatki Piersiowej oraz Europejskie Towarzystwo Oddechowe:
Kryteria większe: wykluczenie śródmiąższowych chorób płuc o znanej etiologii restrykcja w badaniu czynnościowym płuc (np. spirometria), upośledzenie wymiany gazowej w płucach zmiany siateczkowate w tomografii komputerowej wysokiej rozdzielczości położone pod opłucną i u podstawy płuc, niewielkie zmiany typu „mlecznego szkła” wykluczenie innych chorób w badaniu histologicznym materiału pobranego w czasie biopsji wykonanej przez oskrzele (podczas bronchoskopii) lub w badaniu popłuczyn oskrzelowo-płucnych