תוצאות בדיקות דם המעידות על הימצאות נוגדנים וכן תוצאות גבוליות או הימצאות סימפטומים אופייניים למחלה, יובילו לרוב גם לביצוע ביופסיה של המעי לשם אישוש ממצאים, והשגת אבחון מדוייק ככל הניתן. ביופסיה של המעי, נחשבת כדרך יעילה ומדוייקת ביותר לאבחון המחלה, אף שאין היא נוחה למטופל.
בביופסיה של המעי נלקחת דגימת רקמה קטנה מן המעי, באמצעות אנדוסקופ המשמש לצפיה במעי, אשר מוחדר דרך פיו של המטופל אל התריסריון ואל המעי, דרכו נלקחים באמצעות מכשיר דגימה תאים של רירית המעי מאיזורים שונים (על מנת לגלות בוודאות אם רק חלק מהאיזורים במעי הינם בעלי מאפיינים של מחלת הצליאק, או שהמעי אינו מראה תסמינים אלו כלל, לכל אורכו).
מיד לאחר מכן, דגימת התאים נבדקת על מנת למצוא אם אכן רקמת המעי מצביעה על הימצאות המחלה או לאו.
תוצאות המצביעות על השטחה של סיסי המעי, ודלקתיות של השכבה הדקה המצפה את המעי, הינה לרוב סימן המצביע בוודאות גבוהה, על מחלת הצליאק. לעתים יימצא, כי מאפיינים אלו יתגלו רק בדגימות שנלקחו מחלקו הראשון של המעי, מצב בו דיאטה נטולת גלוטן, תוביל לרוב להחלמה טובה למדי של המעי.
תוצאות ביופסיה ללא השטחה של המעי, עם הימצאות של נוגדנים ברקמת המעי, תצביע לרוב אצל קרובי משפחה מדרגה ראשונה של החולים במחלה, וכן בקרב חולים במחלת דרמטיטיס הרפטיפורמיס (שהינה מחלת עור כרונית המתבטאת בריבוי שלפחויות קטנות על גבי איזורי גוף שונים).
