Uma biópsia de medula óssea pode ser feita num consultório de um prestador de cuidados de saúde ou num hospital. É normalmente necessário o consentimento informado para o procedimento. Pede-se ao paciente que se deite no abdómen (posição prona) ou de lado (posição de decúbito lateral). A pele é limpa, e um anestésico local como a lidocaína ou procaína é injectado para entorpecer a área. Os doentes podem também ser pré-tratados com analgésicos e/ou medicamentos anti-ansiedade, embora isto não seja uma prática de rotina.
Tipicamente, o aspirado é realizado primeiro. Uma agulha aspirada é inserida através da pele usando pressão manual e força até que se encoste ao osso. Depois, com um movimento de torção da mão e pulso do clínico, a agulha é avançada através do córtex ósseo (a camada externa dura do osso) e para dentro da cavidade da medula óssea. Quando a agulha está na cavidade da medula, uma seringa é ligada e utilizada para aspirar (“sugar”) a medula óssea líquida. Um movimento de torção é realizado durante a aspiração para evitar o conteúdo excessivo de sangue na amostra, o que pode ser o caso se for retirada uma amostra excessivamente grande de um único ponto. Posteriormente, a biópsia é realizada se for indicada. Uma agulha de trefina diferente e maior é inserida e ancorada no córtex ósseo. A agulha é então avançada com um movimento de torção e rodada para obter um pedaço sólido de medula óssea. Este pedaço é então removido juntamente com a agulha. O procedimento completo, uma vez concluída a preparação, demora tipicamente 10-15 minutos.
Se forem recolhidas várias amostras, a agulha é removida entre as amostras para evitar a coagulação do sangue.
Após a conclusão do procedimento, o paciente é tipicamente solicitado a ficar deitado durante 5-10 minutos para fornecer pressão sobre o local do procedimento. Depois disso, supondo que não é observada qualquer hemorragia, o paciente pode levantar-se e realizar as suas actividades normais. O paracetamol (também conhecido por acetaminofeno) ou outros analgésicos simples podem ser utilizados para aliviar a dor, o que é comum durante 2-3 dias após o procedimento. Qualquer agravamento da dor, vermelhidão, febre, hemorragia ou inchaço pode sugerir uma complicação. Os pacientes são também aconselhados a evitar lavar o local do procedimento durante pelo menos 24 horas após a conclusão do procedimento.