疟疾可因病情轻重而有不同程度的溶血，贫血多数为轻至中度，有时可至很严重。如果儿童患者的血液中出现大量的疟原虫，贫血可以非常严重，甚至死亡。慢性病人脾脏多有肿大，被疟原虫寄生虫破坏的红细胞大部分在脾脏内，检查发现红细胞渗透脆性增高。也有部分病例红细胞没有疟原虫寄生虫破坏，可能是通过自身免疫机制而发生的溶血。恶性疟原虫寄生时，红细胞膜有高度不规则的缺陷。
在外周血中找到疟原虫是明确疟原虫诊断的有力依据。从寒战开始6小时内最易在红细胞内找到疟原虫，当然没找到疟原虫并不能排除疟疾。有时疟原虫较少或病人已服用少量抗疟药，在普通血片中不易找到，而在厚血片中则可以找到。慢性病例的骨髓涂片中有时可找到疟原虫的有性生殖体。
黑热尿：恶性疟疾病例如发生特别严重的血管内溶血，出现严重的血红蛋白尿，尿色棕黑，所以叫“黑热尿”。好发于非洲地区。起病时患者有寒战、高热，并出现各种血管内大量溶血的表现，如血浆中游离血红蛋白明显升高出现血红蛋白尿。血液中血红蛋白迅速降低，以致数小时内即可出现严重贫血。血片中不一定能找到疟原虫，可能由于寄生虫的红细胞已大部分被破坏。血片中可见到幼稚红细胞和中幼粒细胞。网织红细胞计数增高。
贫血严重时，应予以输血。如血液中有疟原虫，可用氯喹，忌用奎宁、扑疟喹啉、伯氨喹啉等药物。因为有报道恶性疟原虫再感染时，特别是服用奎宁后，会突然发生大量溶血，其机制尚不清楚。
病情非常严重时，可并发末梢循环衰竭或急性肾功能衰竭，出现少尿甚至无尿。在未发生肾衰之前，要及时采取有效的预防措施；如已发生，肾衰早期可给以透析，病情可望好转，否则将导致死亡。
