Ez a rendelkezésre álló legpontosabb és legérzékenyebb mikrobiológiai diagnosztikai módszer az aktuális SARS-CoV2 fertőzés detektálására. Előnye az antigén gyorstesztekkel szemben, hogy a mintában található kis mennyiségű vírus RNS-t is képes a reakció során megsokszorozni és ezáltal kimutatni, tehát sokkal érzékenyebb, továbbá a SARS-CoV2 meghatározott genomiális régiójához kötődő primerekkel nagyfokú specificitást biztosít, így nem ad álpozitív eredményt. Az aktuális SARS-CoV2 fertőzés kimutatására szolgáló PCR vizsgálat során a páciens szájgaratból vagy orrgaratból vett mintáját dolgozzuk fel. Az orrgaratból történő mintavétel esetén elkerülhető, hogy az evés, ivás, fogmosás stb. során lemosódott sejtek miatt álnegatív eredményt kapjunk. A teszt során a rendszer a vírus genetikai örökítő anyagát (RNS-ét) detektálja a feldolgozott mintában, melyet már kis mennyiség esetén is ki tud mutatni, így akár napokkal a tünetek megjelenése előtt lehetővé válik a diagnózis felállítása, az izoláció és a kezelés megkezdése. A fertőzés kimutatása lehetséges abban az esetben is, ha az immunválasz valamiért elmarad, továbbá a vizsgálat nem ad álpozitív eredményt korábban lezajlott fertőzések esetén sem (addigra a vírus RNS állománya kiürült a szervezetből).