常用血液检验如全血细胞计数(见血液生物学)能提供病人患有白血病的第一个证据。白细胞总数可以降低、正常或增高，但红细胞和血小板数量几乎均有降低。更重要的是，显微镜下可见到血液标本中出现有未成熟白细胞(原始细胞)。由于正常血中无原始细胞，它们的出现即为白血病诊断所需要的依据。然而，必须进行骨髓活检(见血液生物学)以证实诊断，并确定白血病的分型。