Biopsja szpiku kostnego może być wykonywana w gabinecie świadczeniodawcy medycznego lub w szpitalu. Zazwyczaj wymagana jest świadoma zgoda na zabieg. Pacjent jest proszony o położenie się na brzuchu (pozycja na brzuchu) lub na boku (pozycja boczna odleżynowa). Skóra jest oczyszczana, a następnie wstrzykiwany jest środek miejscowo znieczulający, taki jak lidokaina lub prokaina, w celu znieczulenia tego obszaru. Pacjenci mogą być również wstępnie leczeni lekami przeciwbólowymi i/lub przeciwlękowymi, chociaż nie jest to rutynowa praktyka.
Typowo, najpierw wykonywana jest aspiracja. Igła aspiracyjna jest wprowadzana przez skórę z użyciem ręcznego nacisku i siły, aż do zetknięcia się z kością. Następnie, wykonując ruchy skrętne ręką i nadgarstkiem, igła jest przesuwana przez korę kostną (twardą zewnętrzną warstwę kości) do jamy szpikowej. Gdy igła znajdzie się w jamie szpikowej, dołączana jest strzykawka, która służy do aspiracji („wyssania”) płynnego szpiku kostnego. Podczas aspiracji wykonywany jest ruch skrętny, aby uniknąć nadmiernej zawartości krwi w próbce, co mogłoby mieć miejsce w przypadku pobrania zbyt dużej próbki z jednego miejsca. Następnie, jeśli jest to wskazane, wykonuje się biopsję. Inna, większa igła trepanacyjna jest wprowadzana i zakotwiczana w korze kostnej. Igła jest następnie przesuwana ruchem skrętnym i obracana w celu uzyskania stałego fragmentu szpiku kostnego. Kawałek ten jest następnie usuwany wraz z igłą. Cała procedura, po zakończeniu przygotowania, trwa zwykle 10-15 minut.
Jeśli pobieranych jest kilka próbek, igła jest usuwana pomiędzy nimi, aby uniknąć krzepnięcia krwi.
Po zakończeniu procedury pacjent jest zwykle proszony o położenie się płasko na 5-10 minut, aby zapewnić nacisk na miejsce zabiegu. Po tym czasie, zakładając, że nie zaobserwowano krwawienia, pacjent może wstać i zająć się swoimi normalnymi czynnościami. Paracetamol (aka acetaminofen) lub inne proste środki przeciwbólowe mogą być stosowane w celu złagodzenia bolesności, która jest powszechna przez 2-3 dni po zabiegu. Jakiekolwiek nasilenie bólu, zaczerwienienie, gorączka, krwawienie lub obrzęk mogą sugerować powikłania. Pacjentom zaleca się również unikanie mycia miejsca zabiegu przez co najmniej 24 godziny po jego zakończeniu.