Postoji nekoliko različitih tretmana za rak krvi. Najčešća je kombinacija kemoterapije i terapije zračenjem, no liječenje često ovisi o vrsti raka krvi koju pacijent ima. Tri najčešća tipa su leukemija, limfom i multipli mijelom. Sve ove vrste raka na neki način utječu na to kako tijelo proizvodi krv i, zapravo, kako može pružiti obranu od bolesti.
Kemoterapija i terapija zračenjem uključuju mješavinu kemikalija za ubijanje stanica raka. Kemikalije se mogu uzimati oralno putem tableta ili ubrizgavati intravenozno. Zračenje tada koristi rendgenske zrake kako bi oštetilo postojeće stanice raka i zaustavilo rast novih stanica. Ovisno o lokaciji raka, zračenje može biti lokalizirano na određeni dio tijela ili se može izvesti na cijelom tijelu.
Transplantacije matičnih stanica također se koriste kao tretman za rak krvi, iako se to smatra visokorizičnijim tretmanom. Koristi kombinaciju kemoterapije i terapije zračenjem, ali zatim slijedi postavljanje novih matičnih stanica u tijelo pacijenta. Čini se da je ovaj tretman najučinkovitiji i manje rizičan u mlađih bolesnika ili u bolesnika koji su još u ranoj fazi bolesti. Transplantacije matičnih stanica slične su transplantaciji koštane srži, još jednom liječenju raka krvi. Umjesto koštane srži, međutim, u tijelo pacijenta stavljaju se matične stanice.
Također postoji nekoliko različitih vrsta transplantacija matičnih stanica. I autologne i periferne transplantacije koriste matične stanice koje je donirao pacijent; međutim, kod autolognih transplantacija stanice se doniraju prije kemoterapije i terapije zračenjem. Kod perifernih transplantacija, matične stanice se doniraju nakon završetka terapije. Periferne transplantacije zahtijevaju dodatni korak u kojem se čimbenici rasta moraju dodati matičnim stanicama prije nego što se zamijene u pacijentu. Alogena transplantacija također je oblik transplantacije matičnih stanica u kojoj stanice daje netko drugi, obično krvni srodnik. Ova vrsta transplantacije je rizična jer postoji mogućnost da tijelo odbaci stanice druge osobe.
Druga vrsta liječenja raka krvi je radioimunoterapija ili ciljana terapija. U ovom tretmanu, imunotoksin, koji je molekula koja nastaje spajanjem toksina s antitijelom, se ubrizgava u pacijenta. Imunotoksin se zatim pridružuje stanici raka i otpušta toksin u stanicu s ciljem da je ubije. Ovaj tretman je još uvijek eksperimentalni, kao i sličan tretman koji se naziva biološka terapija. Ovaj tretman također koristi stanice iz imunološkog sustava, koje se repliciraju u laboratoriju kako bi potaknule imunološki sustav da uništi stanice raka.