Forskare vid universitetet i Sheffield sa att tumörerna effektivt "befruktade" benet för att hjälpa sig själva att växa.
Studien, i tidskriften Nature, sade att det kan vara möjligt att skydda ben från en tumörs skadliga inflytande och därmed stoppa cancerns spridning.
Cancer välgörenhet sade att detta öppnade upp "en helt ny väg för forskning".
Omkring 85 % av de bröstcancerfall som sprider sig runt kroppen hamnar i ben, då cancern är svår att behandla och mer dödlig.
Forskarna i Sheffield och Köpenhamns universitet upptäckte att patienter med sekundärcancer hade högre nivåer av ett enzym som kallas LOX som produceras av deras tumörer och släpps ut i blodet.
Ben bryts hela tiden ner och byggs om. Men i en serie experiment på möss visade forskargruppen att LOX störde processen och lämnade skador och hål i benet.
Användning av läkemedel för att blockera LOX förhindrade cancern från att sprida sig.
Doktor Alison Gartland, som läser ben- och cancerbiologi vid universitetet, berättade för BBC News webbplats: "Vi anser att det är ett betydande genombrott i att försöka förebygga metastaser (sekundära tumörer) vid bröstcancer.
– Cancercellerna i den primära tumören gödslar faktiskt jorden för den framtida tillväxten i sig själv, LOX förändrar miljön i ben för att göra den bättre att växa.
Djurtester visade också att en uppsättning benskörhet läkemedel som kallas bisfosfonater kan förhindra spridningen av cancer.
Bisfosfonater stör också hur ben återvinns för att stärka det.
De har redan getts till vissa cancerpatienter, men Sheffield-teamet tror att de kan ha en mycket större roll.
Effekten upptäcktes endast vid östrogennegativ bröstcancer. De står för omkring en tredjedel av fallen, men de är långt mer dödliga.
Katherine Woods, från Bröstcancerkampanjen och Breakthrough Bröstcancer, sade: " Genom att avslöja den roll som proteinet LOX spelar, öppnar dessa resultat upp en helt ny väg för forskning och behandlingar som kan stoppa bröstcancer som sprider sig till benet.
– Forskningen ger också tyngd åt den växande kroppen av bevis som stöder bisfosfonaters roll när det gäller att stoppa sekundär bröstcancer i spåren.
"Verkligheten av att leva med sekundär bröstcancer i benet är stark, vilket lämnar många kvinnor med bensmärtor och frakturer som behöver omfattande kirurgi just när de behöver göra det mesta av den tid de har kvar med vänner och familj."
Resultaten kan också gälla vid tjocktarmscancer.
Bröstcancer kan manipulera benstrukturen för att göra det lättare att sprida sig där, har en studie funnit.