После непосредственного действия лейкозного агента образуется клон лейкозных клеток, состоящий из двух субпопуляций — дремлющей и пролиферирующей. Несмотря на то, что пролиферирующая часть составляет всего 5—6 %, лейкозные клетки способны накапливаться, создавая значительную массу. Их накопление обеспечивается потому, что лейкозные клетки живут значительно дольше и делятся больше. Они избыточно вырабатывают колоние-стимулирующий фактор (стимулятор миелопоэза), который специфически влияет на лейкозные клетки-предшественницы. К тому же лейкозные клетки секретируют вещества, являющиеся ингибиторами нормального кроветворения. Для лейкоза, этиологическим фактором которого является ионизирующее излучение, наиболее характерны миелобластный вариант, эритромиелоз и недифференцируемые формы (хотя еще есть монобластный, мегакариобластный, промиелоцитарный, лимфобластный у детей, лимфобластный у взрослых, плазмобластный, малопроцентный варианты лейкоза).