Per confermare la presenza della leucemia a cellule capellute e delle cellule cancerose, il medico ematologo, specialista nelle malattie del sangue, richiede il prelievo di una piccola quantità (campione) di midollo osseo, procedura che si effettua in anestesia locale e non richiede il ricovero. Consiste nell'inserimento di un ago in un osso piatto (di norma del bacino) per prelevare un frammento di midollo osseo da analizzare al microscopio. L’esame consente di verificare la presenza di alterazioni a livello genetico-molecolare e immunofenotipico. Infatti le cellule mostrano un aumento di espressione di alcuni antigeni di membrana come il CD20, CD19, CD22, nonché la presenza di altri antigeni quali il CD103, CD123, CD25, CD11c, CD200, CD180 tipici di questa leucemia.