血液中で増加している細胞を顕微鏡で詳しく調べます。急性骨髄性白血病の特徴として、白血球の数は増加から減少までさまざまですが、白血球の一種である好中球は減少しています。幼若な白血病細胞と残存する成熟細胞のみが見られ、中間の成熟細胞が見られない白血病裂孔（れっこう）という現象があらわれます。