Заболевание часто выявляется случайно, так как долгое время протекает бессимптомно. Обращает на себя внимание постоянный и немотивированный лейкоцитоз с нейтрофильным профилем, сдвигом влево, иногда с умеренной эозинофилией. При длительном течении увеличивается селезенка, что вызывает неприятные ощущения в левом подреберье, чувство тяжести, особенно после еды. Нарастают изменения периферической крови: количество лейкоцитов повышается до 40—70 х 109/л, в мазке представлены гранулоциты на всех стадиях созревания, в том числе метамиелоциты, иногда промиелоциты. Важным признаком хронического миелолейкоза является базофильно-эозинофильная ассоциация: увеличение количества базофилов и эозинофилов различной зрелости. В этот период анемия не наблюдается. В дальнейшем картина периферической крови ухудшается, увеличивается масса клеток костного мозга в основном за счет незрелых гранулоцитов. Развивается и клиническая симптоматика, со временем увеличиваются размеры печени и селезенки. Наблюдаются изменения со стороны сердечно-сосудистой системы. Появляются одышка, сердцебиение, перебои в работе сердца. Часто отмечается повышение температуры до 38 °C, на фоне упорной невралгии, полиневрита, радикулита и т.д. В период развернутой клинико-гематологической картины, как правило, анемия имеет нормохромный характер, нерезко выражен анизо- и пойкилоцитоз. Анемия связана с развитием метаплазии кроветворения. После проведенной цитостатической терапии с уменьшением метаплазии количество эритроцитов и уровень гемоглобина восстанавливаются.
В период обострения лейкозного поцесса в периферической крови могут встречаться единичные эритробласты. Эозинофильно-базофильная ассоциация также наблюдается, однако число эозинофилов уменьшается одновременно с параллельным увеличением базофилов. В некоторых случаях количество их настолько увеличивается (30—40 % и выше), что можно предполагать развитие базофильной формы хронического миелолейкоза. В пунктате увеличенной селезенки определяются признаки миелоидной метаплазии: гранулоциты разной степени зрелости и нормобласты. С прогрессированием лейкозного процесса нарастает число незрелых гранулоцитов. В лимфатических узлах также констатируют миелоидную метаплазию. При хроническом миелолейкозе лимфоузлы, как правило, значительно не увеличиваются. К тому же наряду с поражением костного мозга заменяется и костная ткань. Изменения бывают 3 видов: деструктивно-очаговые с образованием крупных опухолевых узлов, диффузное разряжение костей и изменение диафизов (широкопетлистая или ноздреватая структура). Очагово-деструктивные изменения чаще всего сопутствуют наиболее тяжелому течению болезни. Продолжительность этой стадии без цитостатической терапии составляет 1,5—3,5 года. Клиническая картина при лечении заметно меняется. Самочувствие больных длительно остается удовлетворительным, сохраняется работоспособность, количество лейкоцитов в пределах 10—30 х 109/л, прогрессирующего увеличения селезенки не наблюдается. Развернутая стадия хронического миелолейкоза у больных, принимающих цитостатики, длится в среднем 4—5 лет, а иногда и больше.
В некоторых случаях отмечается своеобразное течение хронического миелолейкоза, или так называемый алейкемический его вариант. При обследовании таких больных определяются нормальные или сублейкемические цифры лейкоцитов с умеренным сдвигом влево (до миелоцитов, иногда промиелоцитов). Как правило, при такой форме наблюдаются значительные увеличения печени и селезенки. Развитие такого варианта течения хронического миелолейкоза связано с локализацией процесса не в паренхиме, а в строме кроветворных органов.
Завершение течения хронического миелолейкоза характеризуется развитием терминальной стадии, для которой характерно прогрессирование всех патологических изменений в организме: нарастают явления белковой недостаточности, похудание, адинамия, боли в костях, потливость, часто наступают повторные инфаркты селезенки, сопровождаемые пенеспленитами. Часто терминальная стадия хронического миелолейкоза осложняется пневмонией, желудочно-кишечной диспепсией, геморрагическими проявлениями, снижением слуха и зрения. Смерть при хроническом миелолейкозе, как правило, наступает во время бластного криза, реже — от присоединения инфекции или геморрагического синдрома.