Objetivo: Demonstrar alterações hematológicas em um caso clínico de leucemia aguda com descoberta em fase avançada da doença, bem como denotar a importância do diagnóstico precoce infanto juvenil. Metodologia: Os dados foram coletados através de consulta ao prontuário eletrônico Tasy® do laboratório de um hospital do Paraná, referentes ao período de internação e acompanhamento do paciente. Relato do caso: Descreve-se caso de criança, sexo masculino, 10 anos de idade, residente no interior do Paraná, teve seu primeiro atendimento em uma Unidade de Pronto Atendimento, devido ao quadro de dor de moderada intensidade em panturrilha esquerda, não associada a trauma, que dias depois evoluiu a uma cefaleia frontal associada a vômitos, sendo prescrito sintomáticos. Sem melhora dos sintomas, teve seu segundo atendimento na UPA acompanhado da mãe, sonolento, com dificuldade para conversar e deambular, sendo intubado e sedado em sequência. Exames laboratoriais: hemoglobina 6,8 g/dL, leucometria global 535.000 mm3, plaquetas 46.000 mm3; exame de urina com análise prejudicada devido a excesso de quilúria. Presença de hematomas em coxa esquerda e ausência de linfonodos palpáveis. Mãe relatou que há três semanas paciente apresentava apetite diminuído. Realizou cirurgia de hernioplastia inguinal com um ano de idade, negou doenças prévias e comorbidades na família. Após, paciente foi encaminhado ao pronto socorro de um hospital inicialmente com suspeita de sepse em foco urinário, onde foram realizados novos exames laboratoriais: hemoglobina 8,8 g/dL, leucometria global 450.400 mm3 (423.376 blastos/mm3, 4.504 promielócitos/mm3, 4.504 metamielócitos/mm3, 9.008 bastonetes/mm3 e 9.008 segmentados/mm3), plaquetas 41.600 mm3, exames relativos às funções renais aumentados, ácido úrico, Proteína C Reativa e triglicerídeos aumentados e HDL-colesterol diminuído; com exames neurológicos alterados. Após avaliação clínica, paciente foi encaminhado ao hospital do câncer da cidade para devidas condutas na realização do diagnóstico específico e tratamento. Devido ao estado muito avançado da doença, paciente não resistiu, sendo constatado óbito. Discussão: Leucemias correspondem ao crescimento desordenado de células anormais, que também podem afetar os tecidos de sustentação e são consideradas a primeira causa de morte por doença infanto juvenil no Brasil, sendo também um problema de saúde pública no mundo. O diagnóstico preciso e precoce é fundamental para o início rápido ao tratamento que aumentam as chances de cura da doença. Exames de rotina como o hemograma, pode revelar diferentes estágios da doença, como neste caso, o qual revelou uma anemia microcítica, associada a uma leucocitose intensa com predomínio em abundância de células blásticas e trombocitopenia, demonstrando que a medula está com a perda da capacidade de maturação e diferenciação, sugestivo de uma leucemia aguda não especificada, podendo estar comprometendo a linhagem linfóide ou mieloide. Conclusão: A realização de exames de rotina com frequência, ou mesmo na presença de sintomas leves e o diagnóstico precoce da doença podem contribuir para a redução do alto número de mortalidade infanto juvenil por leucemias.