巨幼细胞贫血的实验室检查，主要有血细胞计数、骨髓象、血清维生素b12、叶酸以及红细胞叶酸含量的测定与其他检测。
其中血细胞计数常有的表现是，平均血小板体积、平均血红蛋白含量以及平均血红蛋白浓度均增高，网织红细胞可正常，红细胞呈大细胞性贫血，重者全血细胞减少，血片中可见红细胞大小不等、中央淡染区消失，有大椭圆形红细胞、点彩红细胞等。中性粒细胞分叶过多，其中5页核占5%以上，或者出现6页核以上异形颗粒，也可见巨型杆状核粒细胞。
骨髓象的表现主要是，增生活跃或明显活跃，红系增生显著，常巨幼样变，胞体大，胞质较胞核成熟，核幼浆老型，粒系也有巨幼样变，成熟粒细胞多分页，巨核细胞体积增大，分叶过多，骨髓铁染色长增多。
血清中维生素b12低于74pmmol/L，常见于维生素b12缺乏。血清叶酸低于6.8nmmol/L，红细胞叶酸低于227nmmol/L，常见于叶酸缺乏。
还有其他检测，比如胃酸降低、内因子抗体以及测定放射性核素标记的维生素b12吸收情况呈阳性，尿高半胱氨酸24小时排泄量增加，以及血清间接胆红素可稍增高等。