Kemik iliği biyopsisi, hastanede, klinikte ya da doktor muayenehanesinde gerçekleştirilebilir. Bu işlem, kan bozukluklarında uzman olan bir hematolog veya kanser uzmanı olan bir onkoloji doktoru tarafından, hemşire eşliğinde yapılabilir. Kemik iliği biyopsisi yaklaşık yarım saat sürer. Ancak, işlem öncesinde damar yolundan sakinleştirici verilirse, hazırlık ve sonrası için süre biraz daha uzayabilir.

İşlem yapılmadan önce hastanın kalp atışı ve kan basıncı kontrol edilir. Kemik iliği biyopsisi acı verebilir; bu nedenle hastaya anestezi uygulanabilir. Genellikle lokal anestezi yeterlidir ve bu, hastanın işlem sırasında uyanık olmasını sağlarken ağrıyı azaltır. Gerekirse damardan sakinleştirici de verilebilir. Özel iğne ile önceden işaretlenen bölgeden girilerek işlem yapılır. Kemik iliği sıvısı ve doku örneği genellikle leğen kemiğinin arkasında, tepede toplanır. Bazen göğüs kemiği ya da kalçada kasığa doğru ön kısım kullanılır. Küçük çocuklarda ve bebeklerde ise örneğin alınması için bacak kemiğinin altı, dizin altı tercih edilir. Hastalar yüz üstü ya da yan yatarken, sadece işlem yapılacak bölgenin görünür hale getirilmesi sağlanarak kemik iliği biyopsisi yapılır.

Biyopsi sırasında katı kemik iliği dokusundan örnek alınır. Bu işlem, kemik biyopsisi ile aynı değildir. Kemik biyopsisinde kemiğin kendisinden örnek alınırken, kemik iliği biyopsisinde kemik iliği dokusundan örnek alınır. Kullanılan iğne de farklıdır; çünkü bu işlemde kullanılan iğne, kemik iliğinin özünü toplamaya yardımcı olacak şekilde tasarlanmıştır. Kemik iliği örneği alınırken, hastalar donuk ve ağrı veren bir his veya çekme hissi duyabilir. Yapılan işlem yalnızca birkaç dakika içinde tamamlanır.

Hastanın kemik iliği muayenesinden sonra, kanama sona erinceye kadar iğnenin girdiği yere geniş basınç uygulayacak bandaj hemşire tarafından yapılır. Bu bandaj daha sonra küçük bir bandaj ile değiştirilir. Lokal anestezi alan hastalar sırt üstü 10-15 dakika yatarak dinlenir. Bu esnada biyopsi yapılan yere basınç uygulanması gerekir. Bundan sonra hastalar, sorun yoksa normal işlerine geri dönebilir. Damar yolundan sakinleştirici verilen hastalar ise odada dinlenmeye alınır. Bu hastalardaki etkinin 24 saat sürmesi söz konusudur. Bu nedenle hastanın yanında refakatçi olması ve destek olunması uygundur.

Biyopsi yapılan alanda hastalar 1 hafta kadar hassasiyet hissedebilir. Bu durumda ağrı kesici kullanmak için doktorunuza danışmanız tavsiye edilir. Soğuk kompres uygulaması hissin azalmasına yardımcı olabilir. Bu esnada hafif egzersizler yapılması da önerilir. Hastaların 24 saat kadar bölgeyi koruması, bandajı çıkarmaması ve kuru tutması gerekir. Bu sürede banyo yapmamak ve suyla temas etmemek uygundur. 24 saatten sonra böyle bir kısıtlama olmaz. Az miktarda kanama olabilir, ancak bandajı kirletecek kadar kanama olursa doktora gidilmelidir. Özellikle ateş, ağrının giderek artması, biyopsi yapılan yerde şişkinlik, kızarıklık veya iltihap olması halinde mutlaka doktora başvurulmalıdır.