Da die meisten Formen der durch Erythrocytendefekte verursachten hämolytischen Anämien vererbt werden, ergeben sich erste Hinweise aus der Krankengeschichte (Anamnese). Der Patient schildert mehr oder weniger eindrücklich die angeführten Anämiesymptome. Gegebenenfalls ist eine Gelbfärbung der Augenbindehaut oder Haut auffällig. Bei einer akuten Hämolyse klagt der Patient auch über braunen Urin (als Folge der Bilirubin- und Hämoglobinausscheidung). Zur Diagnosesicherung werden Blutuntersuchungen durchgeführt: Blutbild: Die roten Blutkörperchen, der rote Blutfarbstoff (Hämoglobin) und der Hämatokrit (siehe Anämie allgemein) sind vermindert. Die Vorstufen der roten Blutkörperchen (Retikulocyten) sind vermehrt (als Zeichen einer ausgleichenden gesteigerten Neubildung im Knochenmark). Bilirubin (ein Abbauprodukt des roten Blutfarbstoffes) ist erhöht in Folge des vermehrten Hämoglobinabbaus. LDH, ein in allen Zellen vorhandenes Enzym, ist als Zeichen des gesteigerten Zellzerfalls erhöht. Haptoglobin, ein Bluteiweiß, das der Bindung von freiem Hämoglobin dient (als Schutz vor der Ausscheidung über die Niere), ist vermindert (durch Verbrauch; insbesondere bei intravasaler Hämolyse). Blutausstrich: Hier zeigen sich Formveränderungen, die Hinweise auf angeborene Störungen geben können (Kugelzellen, Elliptozytose, Fragmentozyten). Coombs-Test zum Nachweis von Antikörpern gegen Erythrozyten. Bestimmung der Milzgröße mittels Ultraschall als mögliche Ursache oder Begleitsymptom. Hämoglobinelektropherese zum Nachweis von genetisch bedingten Hämoglobinbildungsstörungen (z. B. Nachweis von Sichelzellhämoglobin). Spezielle Untersuchungsmethoden zum Nachweis von Enzym- und Membrandefekten.