Leczenie ostrej białaczki szpikowej jest oparte na chemioterapii i jest złożone z trzech faz: indukcji remisji, konsolidacji (utrwalania) remisji i leczenia poremisyjnego. W indukcji remisji u chorych poniżej 60. roku życia podaje się antracykliny w połączeniu z cytarabiną. Leczenie konsolidacyjne jest zróżnicowane dla różnych grup ryzyka i w grupie korzystnego ryzyka stosuje się cytarabinę w wysokiej dawce, a w grupie pośredniego i wysokiego ryzyka wykonuje się przeszczepienie szpiku. Leczenie poremisyjne również jest zróżnicowane dla poszczególnych grup ryzyka. W grupie korzystnego ryzyka zaleca się kilka cykli cytarabiny w wysokiej dawce i monitorowanie choroby resztkowej. U chorych w grupie pośredniego i niekorzystnego ryzyka zalecaną strategią jest przeszczepienie szpiku. Dla chorych powyżej 60. roku życia stosuje się postępowanie o obniżonej toksyczności. Odmienne jest leczenie ostrej białaczki promielocytowej, gdzie najważniejszą rolę pełni tretynoina oraz trójtlenek arsenu.