La quimioterapia es el tratamiento preferido. Se ejecuta secuencialmente y con distintas combinaciones de fármacos. Mediante la transfusión de componentes de la sangre y la administración de antibióticos, se reduce el peligro de infección.

La radioterapia del sistema nervioso central es la técnica que se utiliza en la leucemia linfoide aguda y puede utilizarse para otras formas de leucemia. Los trasplantes de médula ósea, en combinación con la quimioterapia, se indican en el tratamiento de la leucemia mieloide crónica.