محققان علاوه بر مواد مخدر و داروهای روان‌گردان از هیپنوتیزم نیز استفاده می‌کردند. این روش به‌خصوص برای آن بود که با هراس‌افکنی در سوژه‌ها (که مدلی برای اسرای جنگی و جاسوسان دشمن بودند) آن‌ها را تخلیه‌ی اطلاعاتی کنند. محققان در ادامه به بررسی اثرات هیپنوتیزم روی نتایج آزمون‌های دروغ‌سنج (پلی‌گراف) و پیامدهای آن روی از دست دادن حافظه پرداختند.
شرکت‌کنندگان در برنامه ام‌کی اولترا در همین حال تحت آزمایش‌هایی مانند شوک الکتریکی، تحریک شنوایی و داروهای فلج‌کننده (که عموماً برای بیهوشی کاربرد دارند) قرار گرفتند. در همین حال، آزمایشگر دونالد کامرون (نخستین رئیس انجمن جهانی روانپزشکی و رئیس انجمن‌های روانپزشکی آمریکا و کانادا) به بیماران دارو می‌داد و بارها درحالی‌که بیماران در حالت اغما (کما) به سر می‌بردند نوارهای صدا یا تلقین را برای آن‌ها پخش می‌کرد.
او امیدوار بود که با این روش بتواند بیماری اسکیزوفرنی را درمان کند یا اینکه با پاک کردن محتویات ذهن سوژه‌ها، ذهن آن‌ها را از نو تنظیم کند. اما برخلاف انتظار این آزمایش‌ها اثرات مهلکی روی سوژه‌ها داشتند و بسیاری از آن‌ها برای مدت چندین ماه در اغما به سر برده بودند، برای تمام عمر دچار بی‌اختیاری و فراموشی شدند.
جان سی. لیلی، روان‌پزشک و رفتارشناس مشهور حیوانات نیز در این آزمایش‌ها شرکت داشت. او توانسته بود برای این آزمایش‌ها و تحقیق درباره ماهیت ذهن انسان اولین مخزن محرومیت حسی را بسازد. دانشمندان پروژه ام‌کی اولترا این مخزن را سفارش داده بودند تا بتوانند پس از دادن مواد روان‌گردان به سوژه‌ها آن‌ها را در محیطی عاری از هرگونه محرک‌های محیطی نگه دارند.
محققان برنامه با چنین زرادخانه‌ای از انواع ابزارها واقعاً موفق به ازهم‌گسستن ذهن هزاران انسان نگون‌بخت شدند. بسیاری از کسانی که نادانسته یا با وعده‌های فریبنده وارد آزمایش‌ها شده بودند بعدها بهای سنگینی برای این اشتباه خود پرداختند.