Para os pacientes que não apresentam sintomas, muitas vezes o diagnóstico é realizado em um exame de rotina, como o hemograma (exame de sangue). Nele, será possível ver as alterações celulares.

Para uma melhor análise, o médico pedirá uma biópsia da medula óssea, quando um fragmento do osso da bacia é retirado e analisado em laboratório para definir a quantidade de plasmócitos presentes.

Ao desconfiar que pode ser um mieloma múltiplo, serão indicados eletroforese de proteína e imunofixação de proteína, ambos realizados por meio de coletas de sangue e urina. O objetivo é encontrar a proteína M no sangue do paciente.

Também é possível que sejam solicitados exames como radiografia óssea, tomografia computadorizada, PET Scan e ressonância magnética, para verificar se há alterações nos ossos e se também há presença de plasmocitomas.