初诊检查是血常规和外周血涂片。急性白血病中，大多数患者白细胞增多，也有白细胞计数正常或减少，可有不同程度的贫血，一半以上患者伴有血小板的下降。血涂片分类检查一般可以见到数量不等的原始细胞或幼稚细胞，当白血病不增多时，外周血涂片上有时很难找到原始细胞。
慢性白血病常表现为某种类型的白细胞显著持续性的增高。随着病情进展，可出现贫血及血小板减少。骨髓检查是确诊白血病所必需的检查手段，包括骨髓细胞形态学检查，细胞化学检查，免疫学检查，染色体检查和经检测等检查项目。其中骨髓细胞形态学检查是诊断白血病的主要依据和必做项目，其他检查项目对于明确白血病的类型，指导下一步治疗有着极其重要的意义。
另外，对于中枢神经系统白血病的诊断，腰椎穿刺必不可少，脑积液的化验可出现白细胞增多或蛋白质增多，涂片可找到白血病的细胞，其他检查，如生化检查、凝血分析等也会出现异常。
