Una biopsia de médula ósea puede realizarse en la consulta de un médico o en un hospital. Normalmente se requiere el consentimiento informado para el procedimiento. Se pide al paciente que se acueste sobre el abdomen (posición prona) o de lado (posición de decúbito lateral). Se limpia la piel y se inyecta un anestésico local, como lidocaína o procaína, para adormecer la zona. También se puede pretratar a los pacientes con analgésicos y/o ansiolíticos, aunque no es una práctica habitual.
Típicamente, primero se realiza el aspirado. Se introduce una aguja de aspiración a través de la piel ejerciendo presión y fuerza de forma manual hasta que se apoye en el hueso. A continuación, con un movimiento de torsión de la mano y la muñeca del médico, se hace avanzar la aguja a través de la corteza ósea (la capa exterior dura del hueso) hasta la cavidad de la médula. Una vez que la aguja está en la cavidad de la médula, se coloca una jeringa y se utiliza para aspirar («succionar») la médula ósea líquida. Durante la aspiración se realiza un movimiento de giro para evitar un exceso de contenido de sangre en la muestra, lo que podría ocurrir si se toma una muestra excesivamente grande de un solo punto. Posteriormente, se realiza la biopsia si está indicada. Se inserta una aguja de trépano diferente, más grande, y se ancla en la corteza ósea. La aguja se hace avanzar con un movimiento de torsión y se gira para obtener un trozo sólido de médula ósea. Este trozo se retira junto con la aguja. El procedimiento completo, una vez finalizada la preparación, suele durar entre 10 y 15 minutos.
Si se toman varias muestras, la aguja se retira entre ellas para evitar la coagulación de la sangre.
Una vez finalizado el procedimiento, se suele pedir al paciente que se tumbe durante 5-10 minutos para ejercer presión sobre el lugar del procedimiento. Después de eso, suponiendo que no se observe ninguna hemorragia, el paciente puede levantarse y seguir con sus actividades normales. Se puede utilizar paracetamol (también conocido como acetaminofén) u otros analgésicos sencillos para aliviar el dolor, que es habitual durante los dos o tres días posteriores a la intervención. El empeoramiento del dolor, el enrojecimiento, la fiebre, la hemorragia o la hinchazón pueden indicar una complicación. También se aconseja a los pacientes que eviten lavarse la zona de la intervención durante al menos 24 horas después de la misma.