Диагностика лейкоза часто очевидна по результатам подсчета и тестирования клеток крови. У человека с лейкозом будет повышенное количество лимфоцитов. Также может иметь место низкий уровень тромбоцитов и эритроцитов; эти показатели обычно лишь незначительно снижаются на ранней стадии заболевания. Если количество эритроцитов и тромбоцитов в норме, обычно для диагностики лейкоза не требуется аспирация или биопсия. Тем не менее, эти тесты рекомендуется проводить до начала лечения; результаты этих тестов дают информацию, которая может быть использована для исключения других заболеваний. Они также могут быть использованы позднее для оценки воздействия лечения. Если показатели не улучшаются в течение ожидаемого периода после лечения, полезно повторить биопсию костного мозга несколько раз, чтобы отличить причины низкого количества клеток крови, связанные с болезнью, от причин, связанных с лечением. У людей с лейкозом обследование костного мозга покажет уменьшение количества нормальных клеток.