O diagnóstico de leucemia é confirmado por meio de exames laboratoriais. O hemograma, um exame relativamente comum e solicitado em consultas de rotina, poderá estar alterado em pacientes com a doença, entretanto, ele não é suficiente para a confirmação do diagnóstico. A confirmação pode ser feita por meio do mielograma, que consiste na retirada de sangue da medula óssea para posterior análise, ou da biópsia da medula, que consiste na retirada de um pequeno fragmento do osso da bacia.