Quando è associata ad altri farmaci antineoplastici la daunorubicina si è dimostrata efficace nell'induzione di remissioni in molte forme di leucemia ed in particolare nelle forme acute di leucemia linfoblastica (con vincristina e prednisone o prednisolone) e non linfoblastica (con citarabina e tioguanina). La daunorubicina è impiegata inoltre nel trattamento di neuroblastomi.