1、血常规：贫血程度轻重不一，可为正色素性或低色素性贫血(尿中铁丢失过多时)，半数患者全血细胞减少，网织红细胞增高，可见有核红细胞及红细胞碎片。白细胞和血小板多减少。
2、骨髓象：骨髓增生活跃或明显活跃，以红系增生为主，少数患者可有增生减低，若尿铁丢失过多，铁染色示骨髓内、外铁减少。
3、溶血检查：血清游离血红蛋白可升高，结合珠蛋白可降低，提示存在血管内溶血。
4、尿液检查：血红蛋白尿发作期有蛋白尿，红细胞阴性但尿隐血试验阳性，患者尿含铁血黄素试验可持续阳性。
5、特异性血清学试验：
（1）蔗糖溶血试验：补体敏感的红细胞存在的依据。蔗糖溶血试验是阵发性睡眠性血红蛋白尿症的筛选试验，阵发性睡眠性血红蛋白尿患者红细胞溶血。本试验较酸溶血试验敏感，但特异性较差。热溶血试验阳性，其敏感性高，阴性结果一般可排除诊断。
（2）酸化血清溶血试验：特异性高，多数患者为阳性，其是诊断的重要依据。流式细胞术检测发现GPI锚连接蛋白(CD55或CD59)低表达的异常细胞群，支持阵发性睡眠性血红蛋白尿症诊断。本试验是目前诊断阵发性睡眠性血红蛋白尿特异性和敏感性最高且可定量的检测方法。
（3）抗人球蛋白试验直接抗人球蛋白试验、间接抗人球蛋白试验：结果均为阴性。
（4）蛇毒因子溶血试验(COF试验)：从眼镜蛇中提取出的蛇毒因子，可在血清成分的协同作用下，通过旁路途径激活补体，蛇毒因子加入正常血清的试验体系中，对补体敏感的阵发性睡眠性血红蛋白尿症红细胞溶解，正常红细胞则否，本试验特异性强，在阵发性睡眠性血红蛋白尿症患者中阳性率81%。
（5）补体溶血敏感试验：用抗人红细胞膜抗体致敏红细胞，通过经典途径激活补体，观察能使红细胞溶破所需的补体量。可测出被检红细胞对补体敏感的程度。
6、流式细胞术：测CD55和CD59阵发性睡眠性血红蛋白尿症时红细胞、淋巴细胞、粒细胞和单核细胞的细胞膜上的CD55和CD59表达下降。
7、影像学检查：局部血管彩超或全身核磁共振检查，目的是寻找血栓并发现既往未发现的血栓栓塞，对阵发性睡眠性血红蛋白尿症合并血栓的患者有诊断价值，可以评估预后。