典型的慢性粒细胞白血病的诊断并不困难，确诊需要细胞遗传学或分子学证据。细胞遗传学检查发现有阳性的 Ph 染色体或分子生物学检查若有 BCR-ABL 融合基因阳性即可确定慢性粒细胞白血病的诊断。慢性粒细胞白血病应与下述疾病鉴别：

(1) 早期的慢性粒细胞白血病应与粒细胞类白血病反应相鉴别。粒细胞类白血病反应是机体受刺激而发生的类似于白血病的血象变化，常见的原因为感染、中毒、肿瘤、大出血、急性溶血、休克和外伤等，尤以感染和肿瘤较多见。

(2) 慢性粒细胞白血病与其他骨髓增殖性肿瘤鉴别。慢性髓细胞白血病与真性红细胞增多症（PV）、原发性骨髓纤维化（PMF）及血小板增多症（ET）同属于骨髓增殖性肿瘤。在其发病过程及临床表现方面有着相似的临床特征，且可以相互转化。慢性粒细胞白血病无论慢性期还是加速期甚至急变期，骨髓中均可伴有红系胞增生，血红蛋白超过正常，甚至达 200 克 / 升。骨髓中也可伴有巨核细胞的增生，或巨核细胞数量不多，形成血小板显著增多。慢性粒细胞白血病各期均可伴发骨髓纤维化。由于这４种疾病的预后是不同的，所以慢性粒细胞白血病须与骨髓纤维化、真性红细胞增多症、血小板增多症认真地鉴别。同时它们之间还会互相转化。Ph 染色体的存在或 BCR-ABL 融合基因阳性是慢性粒细胞白血病区别于真性红细胞增多症、PMF、原发性血小板增多症的最重要的特征。

(3) 慢性粒细胞白血病与其他慢性白血病鉴别。慢性粒细胞白血病还应与慢性中性粒细胞白血病（CNL）、慢性嗜酸粒细胞白血病、嗜碱粒细胞白血病、慢性粒单细胞白血病（CMML）以及不典型 CML 相鉴别。CNL 少见，病情进展缓慢，白细胞增高以成熟中性粒细胞为主，中性粒细胞碱性磷酸酶活性增高，且极少发生急性变。嗜酸、嗜碱粒细胞白血病分别以各阶段嗜酸或嗜碱粒细胞增多为主要表现，且伴有嗜酸、嗜碱细胞形态异常。除单核细胞显著增多外，CMML 临床特点及骨髓象极似慢性粒细胞白血病，不典型 CML 的临床表现以及血液骨髓形态学特点与 CML 极为相似。此类慢性白血病与慢性粒细胞白血病鉴别主要依据是缺乏 Ph 染色体或 BCR-ABL 融合基因。

(4) 另外，慢性粒细胞白血病的脾肿大还应与肝硬化、血吸虫病、黑热病、霍奇金病、肝糖原累积病等引起的脾大相鉴别。慢性粒细胞白血病合并脾梗死引起的左上腹剧痛应与相关急腹症相鉴别。但由于本病有特殊血象，鉴别并不困难。