再生障礙性貧血首先根據臨床表現診斷，患者的主要表現是發熱、貧血和出血，實驗室檢查可確診，血常規檢查顯示三系減少。三系主要指粒細胞、血紅蛋白和血小板減少，粒細胞少於1.5×10^9/L，血紅蛋白低於100g/L，血小板低於100×10^9/L。

骨髓檢查是重要的診斷依據，可以看到骨髓增生低下，骨髓小粒中造血細胞減少，非造血細胞增多。另外需要進行骨髓活檢，在骨髓活檢中會發現骨髓增生低下，造血組織明顯減少，非造血組織和脂肪組織增多。診斷再生障礙性貧血需要排除其它原因引起的全血細胞減少，如陣發性睡眠性血紅蛋白尿、骨髓增生異常綜合徵以及低增生性白血病等。