อาการและอาการแสดงที่พบบ่อยได้แก่ ไข้ ซีด เลือดออกผิดปกติ ต่อมน้ำเหลืองโต ตับโต ม้ามโต น้ำหนักลด ผู้ป่วยบางรายอาจมาพบแพทย์ด้วยผื่นหรือปื้นที่ผิวหนัง อัณฑะบวมโต หรือปวดกระดูก ปวดข้อ ก็ได้ นอกจากนั้นยังพบว่าผู้ป่วยมะเร็งเม็ดโลหิตขาวชนิดเฉียบพลันบางรายอาจมีอาการผิดปกติทางระบบประสาท โดยอาจจะมีอาการคลื่นไส้ อาเจียนพุ่ง เนื่องจากมีเซลล์มะเร็งแทรกตัวในเยื่อหุ้มสมองทำให้ความดันในกะโหลกศีรษะเพิ่มขึ้นได้ ผู้ป่วยส่วนใหญ่มักตรวจพบเม็ดเลือดขาวชนิดตัวอ่อนสูงเป็นจำนวนมากในกระแสเลือด แต่ผู้ป่วยจำนวนหนึ่งอาจมีเม็ดเลือดขาวต่ำและตรวจไม่พบเม็ดเลือดขาวชนิดตัวอ่อนในเลือดก็ได้ แต่ตรวจพบในไขกระดูกหรืออวัยวะอื่นจำนวนมากแทน