Medicinska forskningsrådet team visade allvarligt skadade organ i möss kan återställas till nära normal funktion.
De säger att fynden, publicerade i Nature Cell Biology, så småningom kan hjälpa människor fast på en väntelista för en transplantation.
Ytterligare tester utförs nu med mänsklig vävnad.
Levern har en anmärkningsvärd förmåga att läka sig själv. Även om hälften av organet avlägsnas, kan det växa tillbaka.
Teamet, som är baserat vid universitetet i Edinburgh, har undersökt leverns regenerativa potential.
Normalt kan den huvudsakliga celltypen i levern - hepatocyter - återställa organet.
Men en av forskarna, professor Stuart Forbes, sade: "Hepatocyterna delar sig normalt vackert, men till slut ger de upp förmågan att fortsätta dela sig, de blir senskimrande, och det är något vi ser i alla former av allvarlig leverskada."
Edinburghs team vände sig därför till en närbesläktad grupp av stamceller från gallgången.
Att injicera dessa celler i skadade muslever ledde till nästan konkurrerande regenerering.
Prof Forbes tillade: "Det stora syftet skulle vara att utveckla en kliniskt tillämplig cellterapi för patienter med svår leversvikt där transplantation inte är ett alternativ."
Teamet säger att vävnad från lever som inte är lämplig för transplantation kan vara en källa till dessa celler.
Prof Forbes sade dock att levertransplantationer skulle förbli det viktigaste alternativet för patienter och uppmuntrade människor att ansluta sig till donatorregistret.
Ytterligare studier kommer nu att inriktas på att upprepa resultaten med mänsklig vävnad.
Dr Rob Buckle, chef för vetenskapsprogram vid Medicinska forskningsrådet, sade: "Denna forskning har potential att revolutionera patientvården genom att hitta sätt att samoptera kroppens egna resurser för att reparera eller ersätta skadad eller sjuk vävnad."
Att transplantera celler i levern har potential att fullständigt regenerera dem, säger forskare.