La TBI in seduta unica viene eseguita senza superare gli 8Gy. Erogare dosi più alte è possibile utilizzando il “frazionamento della dose”, che in radioterapia comporta un guadagno terapeutico: aumenta la tolleranza da parte dei tessuti sani. Con il frazionamento della dose, la dose totale prevista dal trattamento è opportunatamente divisa in diverse sessioni, o "frazioni", con un intervallo di tempo tale da permettere ai tessuti normali di ripararsi dai danni causati. L'irradiazione corporea totale permette dunque di distruggere il midollo osseo del paziente e di uccidere le cellule tumorali residue. Nella pratica moderna, la TBI mieloablativa è tipicamente frazionata. Le prime ricerche del trapianto di midollo osseo da parte di E. Donnall Thomas e colleghi hanno dimostrato che il frazionamento di questo processo in più piccole dosi ha comportato una minore tossicità e risultati migliori rispetto alla somministrazione di un'unica elevata dose.