稀释倍数过大或过小都会导致5d耗氧量过少或过多，超过正常耗氧量范围就会导致实验失败。但由于BOD5的测量周期较长，一旦出现这种情况，就不能原样补充。因此，必须高度重视稀释倍数的确定。
虽然工业废水成分复杂，但BOD5值与CODCr值之比通常在0.2~0.8之间。造纸、印染、化工等行业废水占比较低，食品行业废水占比较高。一些含有颗粒有机物的废水，如酒糟废水等，在测定其BOD5时，由于在培养瓶底部沉淀，颗粒不会参与生化反应，导致比例明显降低。

稀释比的确定是根据测定BOD5的两个条件，5d耗氧量应大于2mg/L，剩余溶解氧应大于1mg/L。稀释后第二天培养瓶中的DO为7-8.5mg/L。假设 5 天的耗氧量为 4 mg/L，稀释系数为 CODCr 值与 0.05、0.1125 和 0.175 三个系数的乘积。例如，在250mL培养瓶中测定CODCr为200mg/L的水样BOD5时，三种稀释比例分别为：①200×0.005=10倍，②200×0.1125=22.5倍，③200×0.175=35倍.若采用直接稀释法，取水样体积为：①250÷10=25mL，②250÷22.5≈11mL，③250÷35≈7mL。
根据本次采样培养，会有1-2个溶氧测量结果符合以上两个原则。如果有两个稀释比符合上述原则，计算结果时应取平均值。如果剩余溶解氧小于1mg/L甚至为零，则应增加稀释倍数。如果培养期间的溶解氧消耗量小于2mg/L，一种可能是稀释倍数过大；另一种可能是微生物菌种不适应，活性较差，或有毒物质浓度过大。这时，稀释倍数也可能过大。培养瓶反而消耗更多溶解氧的现象。
如果稀释水是接种稀释水，由于空白水样品的耗氧量为0.3-1.0 mg/L，因此稀释因子分别为0.05、0.125和0.2。
如果已知水样的具体CODCr值或大致范围，根据上述稀释倍数就可以很容易地分析出BOD5值。当水样的CODCr范围未知时，为了缩短分析时间，可以在CODCr测定时进行估算。具体方法是：先配制每升含0.4251g邻苯二甲酸氢钾的标准溶液（该溶液的CODCr值为500mg/L），然后按CODCr值400mg/L、300mg/L、200mg等比例稀释分别为/L、100mg/L稀溶液。分别吸取CODCr值为100～500mg/L的标准溶液20.0mL，按常规方法加入试剂，测定CODCr值。加热、煮沸、回流30min后，自然冷却至室温，加盖保存，制成标准比色系列。在按常规方法测定水样CODCr值的过程中，煮沸回流30分钟后，与预热后的标准CODCr值颜色比较，估算出水样的CODCr值，然后确定稀释比例在测试 BOD5 时。 .对印染、造纸、化工等工业废水中含有难降解有机物的，必要时煮沸回流60分钟后进行比色评价。