一些血液学实验有助于诊断本病。全面的血细胞计数能发现贫血和红细胞形态异常。反映红细胞沉降于试管底部快慢程度的红细胞沉降率(血沉)，通常异常升高。本病1/3的患者由于骨骼病变导致钙释入血液而出现血钙升高(见盐平衡)。然而，最关键的诊断性实验是血清蛋白电泳和免疫电泳，可用于发现和鉴定最能说明问题的异常抗体。85％的本病患者能发现这种异常抗体。另外，尿液的电泳和免疫电泳检查能发现30％～40％的多发性骨髓瘤病人的本-周氏蛋白。

X线检查常常显示骨密度降低(骨质疏松)和骨骼虫蚀样破坏。用细针和注射器采取骨髓标本在显微镜下进行检查，即骨髓活检(见血液生物学)，可以显示大量浆细胞呈片状和簇状异常排列，浆细胞形态异常。