El diagnóstico de LMC también se puede confirmar por técnicas de biología molecular por el método de reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus iniciales en inglés). Es un análisis con el que se estudia la secuencia de las moléculas que componen los genes de las células para comprobar si presentan la mutación que produce el oncogén BCR-ABL. La técnica es extraordinariamente sensible, por lo que se ha hecho imprescindible su uso para realizar el seguimiento de la calidad de la respuesta al tratamiento por parte del paciente.

La positividad de cualquiera de las pruebas citadas anteriormente, ya sea la citogenética con el cromosoma Ph, la FISH o la detección del gen de fusión BCR-ABL, permite diagnosticar la LMC.

Una vez confirmado el diagnóstico de LMC, el paciente no suele necesitar ingreso en el hospital para comenzar el tratamiento y la mayoría de las indicaciones se pueden hacer en régimen ambulatorio si se toman las debidas precauciones y se sigue el régimen de consultas médicas.