Elevate quantità di esposizione alle radiazioni ionizzanti possono aumentare il rischio di sviluppare leucemia mieloide acuta. I sopravvissuti ai bombardamenti atomici di Hiroshima e Nagasaki presentavano un tasso aumentato di LMA, così come i radiologi esposti ad alti livelli di raggi X prima dell'adozione delle moderne pratiche di sicurezza dalle radiazione. Le persone trattate con radioterapia per il tumore alla prostata, il linfoma non-Hodgkin, il tumore del polmone e il tumore alla mammella hanno più alte probabilità di acquisire la condizione.