На долю внутриклеточного гемолиза приходится около 90% гемолиза, который происходит в селезенке, печени, лимфоузлах и КМ, органах РЭС. Эритроциты фагоцитируются в макрофагах, где они распадаются на составные части, отделяются липиды, белки, включая глобиновую часть Hb.
Аминокислоты цепей глобина снова уходят в пул аминокислот. При разрушении гема высвобождается железо, которое транспортируется в комплексе с трансферрином в КМ или откладывается в виде железа запасов с использованием для нужд эритропоэза. Затем при участии гемоксигеназы раскрывается большое порфириновое кольцо и образуется тетра-пиррол биливердин, который редуцируется до непрямого (неконъюгированного) билирубина. Непрямой билирубин связывается альбумином и транспортируется в печень, где под действием глюкуронилтрансферазы к нему присоединяются две (реже – одна) молекулы глюкуроновой кислоты; при этом образуется водорастворимый билирубин-диглюкуронид. Попадая с желчью в ЖКТ, он выделяется в виде стеркобилина кала и уробилина мочи.
Наличие гемолиза можно диагностировать применением различных лабораторных методик, при этом необходимо уточнение причины и типа гемолиза.

У пациентов при внутрисосудистом гемолизе:
1. Hb, Ht и количество эритроцитов снижено;
2. повышен уровень непрямого билирубина в сыворотке крови;
3. уровень гаптоглобина сыворотки крови снижен;
4. уровень свободного Hb плазмы повышен;
5. определяется гемоглобинурия;
6. количество ретикулоцитов повышено;
7. уровень ЛДГ повышен.
У пациентов при внутриклеточном гемолизе:
1. Hb, Ht и количество эритроцитов снижено;
2. повышен уровень непрямого билирубина в сыворотке крови;
3. количество ретикулоцитов повышено;
4. уровень гаптоглобина сыворотки снижен;
5. может определяться гепатоспленомегалия;
6. уровень ЛДГ повышен.