大多数病人的病情进展隐匿，症状与白细胞数成正比。外周血白细胞数在（30～50）×109/ L （3～5万/mm3） 以下时多无症状，往往因其他疾病检查或健康检查时发现白细胞数高于正常或脾大而被确诊。白细胞数>（50～100）×109/L多有乏力，体重减轻，上腹饱胀，部分病人有溃疡病症多由嗜碱细胞细胞增多所致，或自感左上腹有肿物。
约90%病人脾肿大，肋下可及至巨脾及骨盆，程度不一，质硬常有明显切迹。50%病人有轻度～中度肝脏肿大。少数病人有轻度全身浅表淋巴结肿大及皮肤浸润。
胸骨压痛较常见，多在胸骨体部，但压痛区范围较小，这是本病的重要特征；其疼痛程度与白血病细胞的浸润成正比。
慢性期很少发热。白细胞过高时（如>200×109/L）易发生白细胞滞留症，可出现呼吸困难、头晕、血栓形成、神经精神症状、阴茎异常勃起等。脾区剧痛是脾梗死征象。急变时多有高热、剧烈骨关节疼痛或髓外浸润。
日本学者Kamada和Uchino以广岛原子弹受害幸存者发生CML为例，推测CML在白细胞数>10×109/L前有相当长的基因不稳定期，而后形成Ph染色体，这段时间至少4～5年，甚至 可长达20～30年。即Ph染色体出现在先，随后白细胞数增高。白细胞数达到100×109/L后症状多明显，确诊后按传统方法治疗者的平均寿命3～4年。
临床分期：慢粒白血病的整个病程常可分为3期，慢性期（稳定期）、加速期（增殖期）和急性变期。慢性期可持续1～3年，进入加速期后患者常有发热、虚弱、体重下降、脾迅速肿大、胸骨和骨骼疼痛、逐渐出现贫血和出血。对原来有效的药物变得失效。
实验室检查可有以下改变：
①血或骨髓原始细胞>10%;
②外周血嗜碱性粒细胞>20%;
③不明原因的血小板进行性减少或增高；
④除Ph染色体外又出现其他染色体异常；
⑤粒-单系祖细胞（CFU-GM）培养，集簇增加而集落减少。
加速期可维持几个月到数年。急性变期为慢粒白血病的终末期，临床表现与急性白血病类似。
实验室可有下列表现：
①骨髓中原始细胞或原淋+幼单≥20%，一般为30%～80%;
②外周血原粒+早幼粒细胞>30%;
③骨髓中原粒+早幼粒细胞>50%;
④出现髓外原始细胞浸润。多数病倒的急性变向急粒变发展，20%～30%为急淋变，偶有单核细胞、巨核细胞及红细胞等类型的急性变。
急性变预后极差，往往在数月内死亡。