Per diagnosticare questa malattia non è sufficiente rilevare alcuni sintomi perché questi sono molto variabili e non patognomonici, inoltre alcuni soggetti infetti dal FeLV presentano alcuni sintomi dopo molto tempo dal contagio.

Se un soggetto presenta una serie di disturbi o sintomi può nascere il sospetto di una infezione da FeLV quindi si rende necessario un esame del sangue.
Il test sierologico (immunoenzimatico - ELISA) più comunemente usato ricerca le particelle virali nel sangue che sono espressione di una infezione in atto (viremia) o di una iniziale aggressione del virus al midollo osseo a cui non necessariamente segue la malattia. Per tale motivo i soggetti positivi con tale metodo diagnostico devono essere rivalutati dopo un paio di mesi per confermare la malattia.
Questo test si esegue in pochi minuti direttamente nella maggior parte degli ambulatori.

 Anche se due o più esami sierologici indicano che un gatto è siero-positivo non necessariamente farà la malattia e se la farà potrebbero passare anche degli anni. L'unica cosa che è certa è che quel soggetto è forse immuno-depresso quindi sensibile alle malattie infettive e fonte di contagio per altri gatti.