Elle se voit lorsque le nombre de blastes circulants est très important. Une hyperviscosité sanguine peut alors survenir avec ralentissement du flux sanguin et accumulation des blastes dans les vaisseaux des poumons et du cerveau. Elle se traduit par une pneumopathie grave avec parfois des hémorragies et une atteinte neurologique qui peut aller jusqu’au coma.Cette complication doit être traitée en urgence par la chimiothérapie souvent dans un service de réanimation. 

Le syndrome de lyse tumoral survient habituellement dès le début de la chimiothérapie. Il est dû au relargage très important dans la circulation sanguine des débris des cellules blastiques dues à leur destruction rapide. Ceci peut être aussi observé spontanément avant la chimiothérapie lorsque la leucémie aiguë prolifère très rapidement.Le risque majeur est la survenue d'une insuffisance rénale aiguë liée à l'augmentation de l’uricémie et associée à des troubles ioniques (potassium, phosphore, calcium). La dialyse est parfois nécessaire. 

Il s’agit d’un phénomène très particulier. La présence de blastes dans le sang va entraîner une activation massive de la coagulation dans tous les vaisseaux. Il y a donc en premier lieu un risque de survenue de thrombose. Les facteurs de la coagulation sont surconsommés jusqu'à épuisement ce qui va entraîner la survenue secondaire d’hémorragies d'autant plus qu'il y a une thrombopénie associée. Cliniquement donc, des manifestations nécrotiques (thromboses) et hémorragiques surviennent simultanément.Le diagnostic biologique repose sur la mise en évidence de la baisse des plaquettes et des facteurs de coagulation.La CIVD se traite par l’administration d’héparine, de fibrinogène, de plasma (apport de facteurs de coagulation) et de transfusion de plaquettes.