CML（慢性髓性白血病）的初诊通常是由于患者存在持续的不明原因的白细胞增多和/或脾肿大。
这些患者的病情检查包括含有粒细胞分类的全血细胞计数和血小板计数。骨髓穿刺和骨髓活检对于定量分析原始细胞和嗜碱性粒细胞的百分比、评估纤维化程度以及为细胞遗传学分子分析提供适当的诊断材料是非常重要的。

费城（Ph）染色体
医学记录或医学文献中提及的白细胞碱性磷酸酶（LAP）检验近年来已经在很大程度上被遗传学检验技术所取代。
目前CML的诊断要通过遗传学分析检出费城（Ph）染色体来确认。

其他诊断手段及鉴别诊断
约10％的CML患者虽具有血液学和临床特征，但却在细胞遗传学研究中未来发现费城染色体。然而在采用FISH或PCR等更灵敏的手段进行检测时，这些患者中的三分之一至二分之一的患者，其异常基因或此染色体相关异常蛋白检测结果为阳性。这些患者与典型Ph+ CML患者有着类似的预后和治疗反应。
对其余诊断试验或者呈现阴性或者未能实施的患者，目前无法确诊。
在这种情况下可以考虑的鉴别诊断包括：

• 其它骨髓增生疾病
• 纤维化症
• 真性红细胞增多症
• 原发性血小板增多症
• 非典型CML－是一种 Ph-和Bcr-Abl阴性骨髓组织增生性疾病（下面的讨论将解释什么是Bcr-Abl），此疾病具有比典型Ph+ CML更差的预后。
• 慢性嗜中性粒细胞白血病：罕见疾病，与克隆性异常相关，多仅限于中性粒细胞前体细胞增生；临床过程为多变的，显著特征为成熟嗜中性粒细胞增多，血小板持续增多和行动更加疲乏，转变为急变期的趋势较弱。
• 慢性粒-单核细胞白血病——骨髓异常增生综合症的一种，临床表现类似CML（慢性髓性白血病），但是Ph为阴性。
• 青少年慢性髓性白血病——一种罕见的儿童Ph-疾病，伴随类似CML的白细胞检查结果，但是临床过程与AML更相似。
• 白血病样反应——非血液恶性肿瘤引起的白细胞计数显著提高；通常归因于无法诊断的炎症过程或毒性反应，但偶尔与潜在的实体恶性肿瘤相关。