Con el fin de diferenciar la anemia hemolítica de las demás, el médico analiza la sangre buscando el número de glóbulos rojos jóvenes, ya que suele ser mayor en la anemia hemolítica.

El médico también examinará el área abdominal para comprobar si hay agrandamiento del hígado o el bazo. Si el médico conoce la duración de la hemólisis, puede ayudar a diferenciar entre los tipos de anemia. Hay una serie de indicaciones que pueden ayudar a diferenciar y buscar la anemia hemolítica. Se puede realizar un test de antiglobulina como selección inicial, después de determinar la hemólisis. En el caso de la anemia hemolítica inmune, la prueba de Coombs directa es casi siempre positiva.