Uma variedade de doenças pode causar um aumento de linfócitos CD8, tais como malignidades comuns, diabetes, hepatite B, tuberculose, infecção por citomegalovírus, mononucleose infecciosa e por vezes constipações. Mais frequentemente, os doentes com SIDA também desenvolvem linfocitose CD8. Um aumento de linfócitos CD8+ T só por si torna difícil identificar uma doença específica, e mesmo em doentes com SIDA com um aumento de linfócitos CD8, esta deve ser analisada em combinação com linfócitos CD4, uma vez que o vírus da SIDA ataca principalmente os linfócitos CD4+ T. As células CD8, quando activadas e diferenciadas, podem matar células infectadas por vírus, bactérias e células cancerígenas.