Hiroşima ve Nagazaki’de radyasyona maruz kalan hastalarda görülen hematolojik etkiler, kemik iliğinin muhtemel radyoprotektif etkileri hakkındaki araştırmaları stimüle etmiştir. 1950’ler ve 1960’lar boyunca bilim adamları, hematopoezin kemik iliği hücrelerinin intravenöz infüzyonu yoluyla tamamıyla yeniden oluşturabileceklerini bulmuştur. Klinisyenler, hem konjenital ve akkiz kemik iliği yetmezliği sendromlarını tedavi etmek için ve gelişmiş malign hastalığı tedavi etmek için kullanılan kemoterapinin ve yüksek doz radyasyonun ölümcül miyeloablatif etkilerinden hastaları kurtarma için; kemik iliği (elde edilen hemopoetik stem cell (HSC)), transplantasyonunun (KİT) yararlarını gördüler.
Başlangıçtaki ilk denemeler, otolog transplantasyonun tersi olarak allojenik transplantasyonu ile gerçekleşmiştir. Allojenik transplantasyondaki en önemli sorun; hem donörün iliğinin alıcı tarafından reddinde hem de alıcının dokularına karşı donörün immünolojik olarak olgun lenfositleri tarafından geliştirilen reaksiyon olan graft versus host hastalığının (GVHD) oluşturduğu atılım (rejeksiyon) reaksiyonu idi. 1960’ların ortalarında HLA (Human Lokosit Antijeni) sisteminin bulunması, klinisyenlere kardeş donör/alıcı çiftleri arasında birbirini tutan (matched) başarılı allojenik KİT’i yapmalarını sağladı. Uygun dozda radyasyon, miyeloablatif kemoterapotik rejimenler ve de GVHD’nin önlenmesi için kullanılan farmakolojik tedavilerin saptanmasına yönelik araştırmaların memnun edici sonuçları ile bu yöntemin başarısı kanıtlandı. 1970’lerin sonuna kadar, allojenik KİT, büyük ölçüde deneysel ve genellikle fetal sonuçlanan aplastik aneminin, immün yetmezlik sendromlarının ve birçok lösemi çeşidinin iyilettirilebildiğine dair bulguların objektif olarak belirlenmesi sonucu kabul gören bir tedavi yöntemi haline gelmiştir.
Geniş spektrumlu antimikrobikler ve siklosporin gibi güçlü immünosüpresif ajanların gelişimine rağmen; allojenik KİT’den sonra hayatta kalma şansı 1980’lerden bu yana büyük ölçüde değişmedi. Bu kısmen, daha çok yüksek-riskli hastalarda daha geniş şekilde uygulanıyor olmasından kaynaklanıyor olabileceği akıldan çıkarılmamalıdır. Lösemi ve lenfomada yüksek doz tedavinin memnuniyet veren sonuçları ve daha iyi rejimenlerin geliştirilmesi ile; otolog transplantasyona olan ilgiyi yeniden artırmıştır. 1990’lı yıllardan itibaren, her yıl allojenik transplantlardan (AT) daha çok otolog transplantasyon (OT) gerçekleştirilmektedir.