本病应与急性髓系白血病、骨髓纤维化、再生障碍性贫血、溶血性贫血、巨幼细胞贫血、及非造血系统肿瘤等疾病相鉴别。
MDS的典型特征是外周血三系血细胞减少，骨髓增生活跃，骨髓中有一系以上的病态造血表现。具备上述3个特点时容易作出诊断。但10%左右MDS患者就诊时可表现为骨髓增生低下，约1/4患者无明显病态造血表现，此时需与巨幼细胞性贫血、再生障碍性贫血、溶血性贫血及其他骨髓增生性疾患鉴别。临床上应用的鉴别诊断方法有以下3类：
1.综合判断 鉴别诊断的指标包括血清叶酸、Vit B12;Coombs，Ham，糖水，蛇毒溶血试验，CD55和CD59阴性细胞的检测等有关溶血性贫血的检查;骨髓核素显像;细胞免疫表型;染色体;N-ras基因突变;axl基因表达;造血祖细胞培养等。如血清叶酸、Vit B12正常，溶血试验阴性，而伴有以下指标1项或多项：染色体畸变，造血祖细胞集落生成减少，集簇/集落增加，骨髓核素显像外周及中心造血组织正常或虽减低但伴有多个灶性造血灶，骨髓单个核细胞CD34 比例明显增多，N-ras基因突变，axl基因表达增加，erb-A，erb-B表达增加等均支持MDS的诊断。
2.连续观察临床病情改变 营养性巨幼细胞贫血、阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)可有病态造血但在治疗后可消失。MDS患者病程中FAB亚型可以相互转化。大多数情况下按RA或RAS-RAEB→RAEB-T→顺序转化，但亦可由于治疗或其他未知因素作用由RAEB转为RA或RAS，由RAEB-T转为RAEB或RA。骨髓增生程度亦可以由增生活跃转为增生低下，由增生低下转为增生活跃。骨髓中病态造血亦可由无到有，由有到无。临床上通过连续观察患者病情改变，在除外了其他疾病后，在某一阶段出现典型MDS的特征可确诊。
3.试验治疗 经1个月按正规剂量补充叶酸、Vit B12而患者无明显贫血改善可基本排除巨幼细胞性贫血。应用雄性激素+免疫抑制剂治疗半年以上病情无改善大多不支持再生障碍性贫血诊断。应用肾上腺皮质激素和免疫抑制剂有效可能支持溶血性贫血或原发性血小板减少性紫癜。应用上述试验治疗并结合其他本病特点，可排除临床上易于与MDS混淆的有关疾病，从而有助于MDS的诊断。但少数病例鉴别困难，需临床长期随访。