KML er en aktuell diagnose ved leukocytose, trombocytose, splenomegali eller allmennsymptomer. Omtrent halvparten diagnostiseres tilfeldig i forbindelse med blodprøvetaking av andre grunner. Symptomer kan mangle eller være uttalte, med slapphet, feber, nattesvette, blødningstendens, vekttap og eventuelt skjelettsmerter og tyngdefornemmelse under venstre kostalbue. Mange pasienter har palpabel milt og lever. Lymfeknutesvulst er sjelden (Wisløff et al., 2014).
Tradisjonelt er KML inndelt i tre faser. Før TKIbehandling var levetiden sterkt redusert, der kronisk fase varte i gjennomsnitt 3–4 år, akselerert fase (1/2–1 år) og blastfase (kort levetid). Siden TKI-behandling ofte er effektiv også i akselerert fase og blastandelens prognostiske betydning er blitt undersøkt bedre, deles sykdommen nå kun inn i kronisk fase og blastfase. Progresjon er ofte forbundet med økende behandlingsresistens og symptomer. Antall blaster og basofile granulocytter øker i perifert blod og behandlingsrelaterte cytopenier kan oppstå. Blastfase er morfologisk og klinisk en akutt leukemi der immunfenotypen kan være lymfoblastisk eller myeloblastisk (lymfoid eller myeloid blastkrise). Median overlevelse er da meget kort uten transplantasjon. Enkelte pasienter debuterer i blast fase.