Per accertare la leucemia mieloide acuta, l'ematologo può chiedere il prelievo di una piccola quantità (un campione) di midollo osseo tramite un'indagine denominata biopsia. Il prelievo si esegue, dopo aver praticato una anestesia locale, inserendo un ago in un osso piatto (di norma del bacino), e prelevando un frammento di midollo da analizzare al microscopio per accertare la presenza di cellule atipiche. In questo modo è possibile stabilire anche il tipo di leucemia e scegliere la cura migliore.