1.最多见的是ALL和AML的鉴别 除了细胞形态学和细胞化学染色外，对于诊断困难的病例还可以利用免疫分型，检测T细胞表面抗原及基因分子生物学检查进行鉴别，一些非随机的细胞遗传学异常也是ALL特征，而对于起源不同的慢性淋巴细胞白血病，幼淋巴细胞白血病及毛细胞白血病，其鉴别主要依赖不同的临床特点和细胞形态学，而对于淋巴瘤白血病期的患者在诊断时常难以与ALL区分开，但由于其在治疗上与ALL相似，故临床上一般无进行精确鉴别的必要。
2.ALL和再生障碍性贫血通过骨穿和骨髓活检绝大多数极易鉴别 但对于少见的低增生性ALL，尤其是全血细胞减少，骨髓增生不良，而原始细胞比例又较低时，其鉴别诊断较为困难，早年有学者提出，对于此类患者可考虑先用糖皮质激素治疗，如果患者在数月之内出现迅速的细胞恢复，则ALL的可能性较大，在诊断技术已臻完善的今天，这种鉴别方法似已无必要。
3.一些非造血系统的小圆细胞恶性肿瘤 当有发生骨髓侵犯时可表现出类似ALL的临床表现和实验室特征，如儿童常见的神经母细胞瘤或横纹肌肉瘤以及成人常见的尤文肉瘤或小细胞肺癌，在这些情况下如果能找到原发病，诊断并不困难，而对于那些没有原发病症的患者，则需对肿瘤细胞的免疫表型和基因重排进行检测从而为诊断提供依据。
4.有一些良性经过的感染性疾病 由于患者亦可能出现发热，淋巴结肿大，脾大，血细胞减少及外周血出现异型淋巴细胞，因而需与ALL鉴别，如传染性单核细胞增多症，该病患者以发热，浅表淋巴结肿大，外周血中出现异常淋巴细胞为主要特征，骨髓象是鉴别的重要检查，ALL患者含大量的白血病细胞，血清嗜异性凝集试验阴性，病程呈进行性恶化经过，有时传染性单核细胞增多症与ALL可共存，ALL出现关节症状，发热伴贫血时也应与类风湿关节炎或系统性红斑狼疮等鉴别。