稀釋倍數過大或過小都會導致5d耗氧量過少或過多，超過正常耗氧量范圍就會導致實驗失敗。但由于BOD5的測量周期較長，一旦出現這種情況，就不能原樣補充。因此，必須高度重視稀釋倍數的確定。
雖然工業廢水成分復雜，但BOD5值與CODCr值之比通常在0.2~0.8之間。造紙、印染、化工等行業廢水占比較低，食品行業廢水占比較高。一些含有顆粒有機物的廢水，如酒糟廢水等，在測定其BOD5時，由于在培養瓶底部沉淀，顆粒不會參與生化反應，導致比例明顯降低。

稀釋比的確定是根據測定BOD5的兩個條件，5d耗氧量應大于2mg/L，剩余溶解氧應大于1mg/L。稀釋后第二天培養瓶中的DO為7-8.5mg/L。假設 5 天的耗氧量為 4 mg/L，稀釋系數為 CODCr 值與 0.05、0.1125 和 0.175 三個系數的乘積。例如，在250mL培養瓶中測定CODCr為200mg/L的水樣BOD5時，三種稀釋比例分別為：①200×0.005=10倍，②200×0.1125=22.5倍，③200×0.175=35倍.若采用直接稀釋法，取水樣體積為：①250÷10=25mL，②250÷22.5≈11mL，③250÷35≈7mL。
根據本次采樣培養，會有1-2個溶氧測量結果符合以上兩個原則。如果有兩個稀釋比符合上述原則，計算結果時應取平均值。如果剩余溶解氧小于1mg/L甚至為零，則應增加稀釋倍數。如果培養期間的溶解氧消耗量小于2mg/L，一種可能是稀釋倍數過大；另一種可能是微生物菌種不適應，活性較差，或有毒物質濃度過大。這時，稀釋倍數也可能過大。培養瓶反而消耗更多溶解氧的現象。
如果稀釋水是接種稀釋水，由于空白水樣品的耗氧量為0.3-1.0 mg/L，因此稀釋因子分別為0.05、0.125和0.2。
如果已知水樣的具體CODCr值或大致范圍，根據上述稀釋倍數就可以很容易地分析出BOD5值。當水樣的CODCr范圍未知時，為了縮短分析時間，可以在CODCr測定時進行估算。具體方法是：先配制每升含0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀的標準溶液（該溶液的CODCr值為500mg/L），然后按CODCr值400mg/L、300mg/L、200mg等比例稀釋分別為/L、100mg/L稀溶液。分別吸取CODCr值為100～500mg/L的標準溶液20.0mL，按常規方法加入試劑，測定CODCr值。加熱、煮沸、回流30min后，自然冷卻至室溫，加蓋保存，制成標準比色系列。在按常規方法測定水樣CODCr值的過程中，煮沸回流30分鐘后，與預熱后的標準CODCr值顏色比較，估算出水樣的CODCr值，然后確定稀釋比例在測試 BOD5 時。 .對印染、造紙、化工等工業廢水中含有難降解有機物的，必要時煮沸回流60分鐘后進行比色評價。