多数学者认为白血病复发的根源来自于体内残留的白血病细胞。在达到完全缓解后，体内仍存1000万到1亿的白血病细胞，单纯的化疗、放疗并不能彻底杀灭，成为白血病复发的根源。
白血病最常见的复发部位在骨髓，其次有中枢神经系统和睾丸。
1、骨髓复发：必须采用更为强烈的再诱导方案，加大联合化疗力度或加大化疗剂量，应用二线化疗药物。
由于白血病复发的患者，再次进行化疗获得长期缓解的机会较少，如果有条件可以进行骨髓移植，如果没有条件可以选择中西医结合治疗。
多数患者的体质较差，其中有一部分的患者已经不能再次化疗，中药可以调节患者的免疫水平，恢复免疫功能，增强患者对化疗药物的敏感性，还可以逆转耐药，预防再次复发。石家庄平安医院血液科研制的“三步疗法”中西医结合治疗白血病，效果突出，提高了白血病复发患者获得完全缓解的几率，缩短了化疗时间，减少了化疗对人体的伤害。
2、中枢神经系统复发：半数以上的CNSL病人无明显症状，故多被忽视，常在常规鞘注预防CNSL时方被发现。症状多为头痛、呕吐、乏力，亦可出现面瘫、视力减退、脑膜刺激征，严重的可发生偏瘫、失语、抽搐和昏迷。
一般来说，CNSL发生在缓解一年以内者，其长期生存率明显低于晚期复发者。近年来由于庇护预防的改进，CNSL的发生率已明显减低。
CNSL的诊断标准为：① 有中枢神经系统症状和体征(尤其是颅内压增高的症状和体征)。② 脑脊液的改变：压力增高，>0.02kPa(200mmH2O)，或>60滴/分;白细胞数>0.01×109/L;涂片见到白血病细胞;蛋白>450mg/L，或潘氏试验阳性。③ 排除其他原因所致中枢神经系统或脑脊液的相似改变。
中枢神经系统复发：现在多数采用联合鞘注的方法，即甲氨蝶呤、阿糖胞苷、地塞米松三联鞘注，第一周每2天鞘注1次，第二周每周2次，直至CSF正常两次后，改为每1、2、3、6周各1次，此后每6～8周1次，直至停止化疗。或开始每2天鞘注一次，直至CSF正常后改为每4～6周1次。
对于反复发生中枢神经系统白血病的患者鞘注治疗中枢神经系统正常后要进行颅脑放疗。
3、单纯睾丸复发：睾丸复发多在缓解2年以后，停药后复发者比较多见。因此不能放松对睾丸的检查。临床多无自觉症状，仅出现硬肿。开始多为一侧肿大，若不进行治疗，对侧也可波及。
单纯睾丸复发，主要为睾丸放疗。一侧睾丸复发时，应进行对侧睾丸活检。若仅为一侧发生浸润，则对患侧进行放疗。由于睾丸活检往往不能反映整个睾丸的情况，因此主张对两侧睾丸同时放疗，总量20～24Gy。若发现临近部位及附近的淋巴结有白血病细胞浸润，则放疗亦应包括这些部位。