Busulfan è stato approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) negli Stati Uniti d'America per il trattamento della leucemia mieloide cronica (LMC) nel 1999. Il trattamento con busulfan è di norma seguito da una terapia con ciclofosfamide (nei soggetti adulti) o melfalan (nei soggetti in età pediatrica) prima di esecuzione di un trapianto di midollo osseo allogenico. Busulfan è stato il cardine del trattamento chemioterapico di questa patologia fino a quando non è stato sostituito dal nuovo gold standard, imatinib. Essendo stato sostanzialmente soppiantato dapprima dalla idrossiurea, quindi da interferone alfa e imatinib, e dato che il numero di pazienti che si sottopone a questo tipo di tratamento si è venuto via via riducendosi, il 29 dicembre 2000 l'Unione europea (UE), ha dichiarato il busulfan medicinale orfano (ovvero un medicinale usato nelle malattie rare).