การรักษาโรคมะเร็งในเลือดมีหลายวิธี ที่พบมากที่สุดคือการรวมกันของเคมีบำบัดและรังสีบำบัด แต่การรักษามักขึ้นอยู่กับชนิดของโรคมะเร็งเลือดที่ผู้ป่วยมี สามประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือมะเร็งเม็ดเลือดขาวมะเร็งต่อมน้ำเหลืองและมะเร็งเม็ดเลือดขาวหลายชนิด โรคมะเร็งประเภทนี้ทั้งหมดมีผลกระทบต่อวิธีที่ร่างกายผลิตเลือดและผลที่จะสามารถป้องกันโรคได้
เคมีบำบัดและรังสีบำบัดมีส่วนผสมของสารเคมีเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็ง สารเคมีสามารถนำมารับประทานโดยใช้ยาหรือฉีดเข้าเส้นเลือดดำ รังสีจะใช้รังสีเอกซ์เพื่อทำลายเซลล์มะเร็งที่มีอยู่และหยุดการเติบโตของเซลล์ใหม่ ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของมะเร็งรังสีอาจถูก จำกัด เฉพาะส่วนของร่างกายหรืออาจทำทั่วทั้งร่างกาย
การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดยังใช้ในการรักษาโรคมะเร็งเลือดแม้ว่านี่จะถือว่าเป็นการรักษาที่มีความเสี่ยงสูง มันใช้การผสมผสานทางเคมีบำบัดและรังสีบำบัด แต่หลังจากนั้นก็มีการจัดวางสเต็มเซลล์ใหม่ในร่างกายของผู้ป่วย การรักษานี้ดูเหมือนจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดและมีความเสี่ยงน้อยลงในผู้ป่วยอายุน้อยหรือในผู้ป่วยที่ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของโรค การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดมีความคล้ายคลึงกับการปลูกถ่ายไขกระดูกซึ่งเป็นวิธีรักษามะเร็งในเลือดอีกชนิดหนึ่ง อย่างไรก็ตามแทนที่จะเป็นไขกระดูกมันเป็นสเต็มเซลล์ที่ถูกใส่เข้าไปในร่างกายของผู้ป่วย
นอกจากนี้ยังมีการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์หลายประเภท autologous และอุปกรณ์ต่อพ่วงการปลูกถ่ายทั้งสองใช้เซลล์ต้นกำเนิดที่บริจาคโดยผู้ป่วย; อย่างไรก็ตามด้วยการปลูกถ่าย autologous เซลล์จะบริจาคก่อนเคมีบำบัดและรังสีบำบัด ด้วยการปลูกถ่ายอุปกรณ์ต่อพ่วงเซลล์ต้นกำเนิดจะบริจาคหลังจากการรักษาเสร็จสมบูรณ์ การปลูกถ่ายอุปกรณ์ต่อพ่วงจำเป็นต้องมีขั้นตอนพิเศษในการเพิ่มปัจจัยการเจริญเติบโตไปยังเซลล์ต้นกำเนิดก่อนที่จะถูกแทนที่ในผู้ป่วย การปลูกถ่าย Allogenic ยังเป็นรูปแบบหนึ่งของการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดซึ่งเซลล์อื่น ๆ มักจะให้ญาติ การปลูกถ่ายชนิดนี้มีความเสี่ยงเพราะมีโอกาสที่ร่างกายจะปฏิเสธเซลล์ของบุคคลอื่น
การรักษาโรคมะเร็งเลือดอีกประเภทหนึ่งคือการรักษาด้วยรังสีหรือการรักษาด้วยเป้าหมาย ในการรักษานี้อิมมูโนท็อกซินซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกิดจากการรวมสารพิษกับแอนติบอดี้จะถูกฉีดเข้าไปในผู้ป่วย อิมมูโนท็อกซินจะเข้าร่วมกับเซลล์มะเร็งและปล่อยสารพิษเข้าสู่เซลล์โดยมีเป้าหมายเพื่อฆ่ามัน การรักษานี้ยังคงเป็นการทดลองเช่นเดียวกับการรักษาที่คล้ายกันที่เรียกว่าการบำบัดทางชีวภาพ การรักษานี้ยังใช้เซลล์จากระบบภูมิคุ้มกันซึ่งทำซ้ำในห้องปฏิบัติการเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันในการทำลายเซลล์มะเร็ง
