Tes darah leukemia biasanya menunjukkan jumlah sel darah merah yang abnormal, jumlah sel darah putih yang abnormal dan jumlah trombosit yang abnormal. Tidak ada nilai tetap. Pada leukemia, tidak ada nilai tetap untuk tes darah rutin. Kadang-kadang sel darah putih mungkin meningkat, tetapi kadang-kadang normal, dan kadang-kadang berkurang, jadi tidak pasti. Jika trombosit berada dalam leukemia akut, mereka akan berkurang sampai tingkat yang bervariasi, tetapi pada leukemia kronis, mereka meningkat. Kelainan jumlah sel darah leukemia biasanya terlihat pada beberapa orang dengan peningkatan sel darah putih dan pada beberapa orang dengan jumlah sel darah putih normal, dengan jumlah sel darah putih yang tinggi disebut leukemia hiperleukositik dan jumlah sel darah putih yang rendah disebut leukemia hipoleukositik. Pasien dengan jumlah sel darah merah abnormal akan mengalami penurunan eritropoietin pada saat presentasi. Protein darah merahlah yang menentukan tingkat anemia dan jumlah trombosit abnormal dalam tes rutin bulanan. Pada leukemia, jumlah trombosit menurun, tetapi pada leukemia granulositik kronis, jumlah trombosit meningkat.