A medula óssea é considerada um dos órgãos alvos para a detecção de Leishmania spp. Estudos mostram que a presença do parasita causa alterações relevantes na hematopoiese e, por conseguinte, levando a citopenias periféricas comumente observadas em pacientes humanos e caninos com leishmaniose visceral (LV). Diante disso, o presente estudo teve como objetivos o estudo clínico, parasitológico e histológico da medula óssea de cães naturalmente infectados por Leishmania infantum, classificados em assintomáticos e sintomáticos, bem como avaliar o efeito do tratamento com alopurinol na medula óssea e na resposta clínico-laboratorial de cães naturalmente infectados por L. infantum. Nesse contexto, foram utilizados inicialmente quarenta e seis cães classificados de acordo com o escore clínico: assintomáticos (n=9), sintomáticos (n=30), animais não infectados (n=7), os quais foram submetidos à avaliação clínico-laboratorial, histopatológico e análise fenotípica por citometria de fluxo da medula óssea. Em um segundo momento, seis cães foram submetidos ao tratamento com alopurinol, na dose de 20mg/kg, via oral, por 90 dias, os quais foram acompanhados do início do tratamento (D0) a 120 dias após o início do tratamento (D120). Análise clínica, laboratorial, parasitológica, mielograma e a análise histopatológica da medula óssea foram realizadas para investigar as modificações ocorridas na medula óssea após o tratamento. Dos cães com LV, as principais alterações clínicas observadas foram: 89% apresentaram linfadenomegalia (35/39), 41% lesões cutâneas (34/39), 38,46% lesões oculares (15/39). Anemia foi observada em 82% (32/39) dos cães, trombocitopenia em 30,78% (12/39), hipergamaglobulinemia em 64,1% (25/39). No exame histopatológico da medula óssea, os cães apresentaram aumento da celularidade, hiperplasia da série mieloide, aumento da relação M:E e aumento de macrófagos na morfometria em animais assintomáticos. Além disso, foi observado um aumento significativo de fibras de reticulina nos cães com LV, sendo em maior intensidade nos animais sintomáticos. Na medula óssea dos cães com LV, também foi observado um aumento significante de macrófagos correlacionados positivamente com a carga parasitária (P=0,009). Pela citometria de fluxo, a intensidade média de fluorescência de MHCII em células CD14+ foi menor nos animais sintomáticos. Nos animais submetidos ao tratamento na avaliação clínica do D0, 100% (6/6) apresentavam linfadenomegalia, 66,7% (4/6) lesões cutâneas e 66,7% (4/6) mucosas hipocoradas. No D120, 100% (6/6) apresentavam linfadenomegalia e 50% (3/6) lesões cutâneas. Na avaliação laboratorial no D0, as alterações marcantes foram anemia em 83,3% (6/5) dos cães e 66,7% (4/6) com hiperproteinemia. No D120, houve recuperação da anemia em 83% dos animais e redução dos níveis de IgG total e das subclasses IgG1 e IgG2. Na avaliação do mielograma no D0, observou-se redução de precursores eosinofílicos (mielócito, metamielócitos e bastonetes) e de metamielócitos neutrófilos. No D120, houve redução de segmentado neutrófilo e aumento de plasmócitos. Em conclusão, alterações na celularidade e fibrose da medula óssea ocorrem em animais naturalmente infectados por L. infantum sendo mais acentuadas em animais sintomáticos. Animais submetidos ao tratamento com alopurinol apresentam melhora clínico-laboratorial e modificações na celularidade avaliada no mielograma.