Vor einer Prostatabiopsie müssen nach Rücksprache mit dem Arzt Medikamente, die die Blutgerinnung hemmen (z. B. Aspirin® und Marcumar®), abgesetzt werden. Einen Tag vor der Biopsie sowie erneut morgens vor der Untersuchung erfolgt eine Enddarmentleerung mit einem kleinen Einlauf (Klistier).
Eine Betäubung ist für die Prostatabiopsie meist nicht notwendig, es ist aber möglich, ein Schmerz- oder Beruhigungsmittel zu geben. Der Patient liegt für den Eingriff auf dem Rücken und beugt seine Beine. Manchmal erfolgt die Untersuchung auch, während der Patient auf der Seite liegt. Erst erfolgt eine Fingeruntersuchung von After und Mastdarm durch den Arzt. Daraufhin wird unter Verwendung eines Gleitgels eine Ultraschallsonde in den After eingeführt, mit der die Prostata aufgesucht und begutachtet wird. Die Biopsienadel befindet sich meist am Ultraschallgerät. Es werden dann etwa zehn kleine Proben aus verschiedenen Anteilen der Prostata gewonnen, daraufhin werden Nadel und Ultraschallsonde entfernt. Die Gewebeproben werden in ein Labor geschickt und dort feingeweblich untersucht (Histologie). Nach mehreren Tagen erhält der Arzt das Ergebnis der Untersuchung und kann es mit dem Patienten besprechen.
Durch den Stich mit der Biopsienadel können Blutungen sowie auch Nachblutungen in den Darm oder in die Harnröhre hervorgerufen werden. Es sind Infektionen möglich, die sich durch Fieber äußern können. Bei sich rasch entwickelndem Fieber sollte baldmöglichst ein Arzt informiert werden.