Die allogene Stammzelltransplantation ist bisher das einzige Verfahren, mit dem eine MDS-Erkrankung dauerhaft geheilt werden kann. Da sie für den Körper eine große Belastung darstellt, kommt sie vor allem für Erkrankte mit gutem Allgemeinzustand infrage. Wenn sie eine Option darstellt, muss zunächst eine Person gefunden werden, die Stammzellen spenden kann. Dafür werden bestimmte genetische Merkmale bei Spender:in und Empfänger:in verglichen. Sind diese passend, dann wird bei der erkrankten Person zunächst mittels einer intensiven Chemotherapie und ggf. Strahlentherapie das Knochenmark mit allen eigenen (kranken) Stammzellen zerstört (Konditionierung). Danach werden die gespendeten Stammzellen transplantiert. Das geschieht zum Beispiel per Transfusion in eine Vene. Bei Erfolg siedeln sich die transplantierten Blutstammzellen im Knochenmark der erkrankten Person an und beginnen nach wenigen Wochen, neue Blutzellen zu produzieren.
Trotz Verbesserungen der Therapie liegt die Sterblichkeit bei transplantierten Patient:innen immer noch bei etwa 20 %. Die Rückfallquote nach einer Transplantation beträgt ca. 30 %.