Гемограмма — значительная, чаще гиперхромная (или нормохромная) анемия, резко выраженные анизо- и пойкилоцитоз: мегалоциты (эритроциты — более 12 мкм в диаметре), шизоциты, гиперхромия, анизохромия, базофильная пунктация, кольца Кебота и тельца Жолли в мегалоцитах, мегалобласты, цветной показатель более единицы. Количество ретикулоцитов чаще снижено, а билирубина повышено.
Лейкопения, иногда тромбоцитопения. Характерны полисегментация и анизоцитоз нейтрофилов, гигантизм клеток белого и красного ряда. Основное значение в постановке диагноза принадлежит исследованию костного мозга. Миелограмма — расширение эритроидного ростка за счет мегалобластов (иногда до 80—90 %) различной степени зрелости. Пункцию костного мозга делают до назначения витамина В12, так как мегалобласты могут исчезнуть из костного мозга уже после первых его инъекций.
Гемолитическая анемия обусловливается ускоренным разрушением эритроцитов. Поэтому при всех гемолитических состояниях в крови и моче появляются в повышенном количестве продукты распада красных клеток: свободный гемоглобин, билирубин, гемосидерин.
Гемолитические анемии подразделяют на наследственные (врожденный дефект мембраны эритроцита или гемоглобина) и приобретенные (иммунные, возникшие в результате химических, мутантных или других воздействий на красные клетки).