白血病最初是由于患者外周血中白细胞异常增高而命名的。现在明确“白血病”患者初诊时外周血白细胞不一定增高，进一步细分白细胞亚群，约有 20%~30% 的患者外周血液中检测不到白血病细胞。根据就诊时的病程不同，患者可伴有不同程度的血红蛋白和血小板降低，感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛等表现。
外周血白细胞增多的患者，可能与重症感染、其他实体肿瘤引起的血液“类白血病”反应相鉴别，但后两者在外周血和骨髓中均见不到白血病细胞。
外周血白细胞正常或减少的患者，则要与免疫系统疾病，肝硬化后脾功能亢进，一些特殊感染（比如病毒或者结核）相鉴别，一般会有病史和特殊症状。还有血液系统其他的一些良恶性疾病，比如再生障碍性贫血、骨髓增生异常综合征（myelodysplastic syndromes, MDS）、淋巴瘤或骨髓瘤等等，这些需要通过骨髓穿刺来鉴别。