Диагноз хронического лимфолейкоза основывается на клинической картине, картине крови (нарастающий лейкоцитоз, абсолютный лимфоцитоз), исследовании пунктата костного мозга (лимфоидная метаплазия), снижении в сыворотке гамма-глобулинов, исследовании пунктата селезенки (резкое преобладание элементов лимфопоэза). Необходимо проводить дифференциальную диагностику с инфекционным мононуклеозом, лимфогранулематозом, туберкулезным лимфаденитом, инфекционным лимфоцитозом.