Диагноз ставится на основании обнаруженного симптомокомплекса. Ведущей в диагностике является патология со стороны периферической крови. Изменениям со стороны других систем и органов должна обязательно сопутствовать гематологическая симптоматика. Наиболее часто в результате интоксикации бензолом развивается лейкоз, главным образом миелоидного типа; реже лимфолейкозы.
Нередко воздействие бензола играет роль в развитии миеломной болезни, эритремии, болезни Верльгофа.