貧血程度輕重不一，晚期常見嚴重貧血。白細胞計數可以正常、增多或減少。血小板計數大多減低。血片中紅細胞可形成錢串狀，出現于血漿球蛋白很高的患者，約20%患者可出現少數骨髓瘤細胞。紅細胞沉降率大多很高。
約95%患者出現高球蛋白血癥和M蛋白，血清總蛋白質超過正常，球蛋白增多，白蛋白正常或減少，白球蛋白比例倒置。應用免疫電泳，按M成分的不同，可分為下列各型：IgG型占50%～60%；IgA型占20%～25%；凝溶蛋白或輕鏈型占20%；IgD型占1.5%，常伴有λ輕鏈；IgE型和IgM型則甚為罕見，分別僅占0.5%和小于0.1%。此外，尚有1%的多發性骨髓瘤患者血清中不能分離出M蛋白，稱“非分泌型”骨髓瘤。少數患者血清中尚存在冷球蛋白，后者在4℃低溫自行沉淀，但在37℃重新溶解。
本-周蛋白是多余輕鏈所構成，分子量小，可通過腎小球膜而從尿中排出，50%～80%的骨髓瘤患者可陽性。在本病初期，本-周蛋白常間隙出現，晚期才經常出現。故本-周蛋白陰性，不能排除本病，應反復查尿，最好查24h尿或將尿濃縮300倍，方可提高本-周蛋白檢測陽性率。
由于骨質廣泛破壞可出現高鈣血癥。血磷主要由腎臟排出，故腎功能正常時血磷正常，但晚期尤其是腎功能不全的患者，血磷可顯著升高。由于骨髓瘤主要是骨質破壞，而無新骨形成，血清堿性磷酸酶大多正常或輕度增高，此與骨轉移癌有顯著區別。由于瘤細胞的分解，糖蛋白破壞，可出現高尿酸血癥，嚴重時引起尿酸結石。