小保方晴子於2014年1月30日發表在《自然》的STAP細胞的論文，引來了加州大學戴維斯分校教授保羅·諾福勒（英語：Paul Knoepfler）等美國學者的質疑，他們聲稱論文中有2張照片疑似造假。現階段，小保方論文中的實驗方法，也無法被其他學者成功重現[4]。2月下旬，理化學研究所（理研；RIKEN）為此組成了獨立調查團，早稻田大學也對小保方的博士論文展開調查[5]。
初期闢謠
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《朝日新聞》2月19日報導，上述質疑只是「誤植照片」所致，理研認為「不影響實驗結果的有效性」[6]。
山梨大學教授若山照彥（日語：若山照彦）表示，自己曾在小保方的指導下「獨立重複」了成功的實驗。此外，小保方團隊將儘速公開實驗細節[7]。
理研立場的轉變
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2014年3月10日，若山教授向小保方等人提議撤回論文[8]。
3月14日，理研理事長野依良治等人在東京召開記者會，稱論文撰寫過程中存在重大錯誤。理研調查委員會稱，弄清該錯誤是蓄意還是失誤需要進一步調查，因此暫不做判斷[9]。同日，執筆人小保方有意撤回STAP細胞論文[10]，且小保方在書面聲明中表示「很抱歉造成這麼大的混亂。我們正在商討撤回論文的可能性。」[11]
調查與申訴
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2014年4月1日，理研公布了論文的最終調查報告，確認小保方存在不正行為。論文中使用的圖片曾出現在其他論文中和被加工過。對於理研的調查報告，小保方表示「無法接受」[12]。
2014年4月8日，小保方就理研的調查結論提出申訴，要求撤回結論[13]。2天後，小保方在大阪市召開新聞發布會。她聲稱「STAP現象是經過反復確認的真實現象」，並且表示自己「成功制出了200次以上」[14][15]。同日理研回應稱，他們不認為他們的調查不夠充分[16]。
2014年4月10日，理研開始審查小保方申訴[17]。
2014年4月12日，小保方晴子通過代理律師表示將會提交提交補充材料協助理研審查[18]。
2014年4月18日，小保方透過律師表示，正式提交材料給理研[19]。
2014年5月8日，理研召開記者會，再次宣布認定小保方論文造假，處罰將在一個月後出爐[20]。小保方對於理研拒絕重新調查表示驚愕[21]。
2014年6月4日，理研表示已從小保方處獲得了有關撤回STAP細胞論文的書面同意[22]。
2014年6月30日，理研宣布將讓小保方晴子參與驗證STAP細胞是否存在的實驗。她在安裝有監視器、並由第三方監督的實驗室中製造STAP細胞，無法得到論文的結果。[23]
2014年7月2日，《自然》雜誌宣布撤銷此論文[1]。
2014年7月17日，早稻田大學宣佈，儘管小保方的博士論文「未達博士標準」，但鑑於有關規定「不取消小保方的博士學位」。[24]
2014年8月5日，小保方的指導教授笹井芳樹在神戶市尖端醫療中心內上吊自殺，並於神戶市立醫療中心中央市民醫院（日語：神戸市立医療センター中央市民病院）確認身亡。[25]
2014年10月7日，早稻田大學撤銷小保方晴子的博士學位，但是給予一年寬限期，在一年內如果能夠重新提交合格的論文則保留博士學位[26]。
2014年11月，經過五次重製實驗，確認STAP細胞實驗結果無法重現。小保方則於同年12月21日辭去研究員職位。
外部專家第二調查委員會
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理研於2014年9月時另委請外部專家成立第二調查委員會，委員長為日本國立遺傳學研究所所長桂勳。該委員會於同年12月26日發布調查報告，報告書中提及：「STAP細胞論文基本上已遭全盤否定。為何會混入如此多的胚胎幹細胞，已超出過失的範圍，不排除有人為故意的可能性。」、「共同研究者和論文的共同執筆人對於沒有實驗記錄、沒有原始數據，以及明顯可見有問題的圖表等情形竟然刻意忽略或疏於確認。」、「小保方晴子當時所屬研究室的負責人若山照彥，以及最終負責論文彙整的笹井芳樹，應負特別大的責任。」，對此事件做出了嚴厲的指責[27]。
餘波
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2016年1月28日，講談社出版了小保方對此事件的自述日記「那一天」（あの日），書中仍然主張STAP現象乃真實存在。此書售出超過25萬本，成為一時的暢銷書[28]。