L’objectif de cette revue systématique est de fournir une vue d’ensemble des connaissances existantes sur le potentiel thérapeutique de la mélatonine pour contrer les effets indésirables de la chimiothérapie chez les patientes atteintes d’un cancer du sein. À cette fin, nous avons résumé et analysé de manière critique les preuves précliniques et cliniques conformément aux directives PRISMA. En outre, nous avons développé une extrapolation des doses de mélatonine dans les études animales aux doses équivalentes chez l’homme (DEH) pour les essais cliniques randomisés (ECR) avec des patientes atteintes d’un cancer du sein. Pour la révision, 341 dossiers primaires ont été examinés, puis réduits à 8 essais cliniques randomisés sélectionnés qui répondaient aux critères d’inclusion. Nous avons rassemblé les preuves tirées de ces études en analysant les lacunes restantes et l’efficacité du traitement, et nous avons suggéré des recherches translationnelles et des essais cliniques futurs. Dans l’ensemble, les ECR sélectionnés nous permettent de conclure que la mélatonine combinée à des lignes de chimiothérapie standard permettrait au moins d’améliorer la qualité de vie des patientes atteintes d’un cancer du sein. De plus, des doses régulières de 20 mg/jour semblent augmenter les taux de réponse partielle et de survie à un an. En conséquence, cette revue systématique nous amène à attirer l’attention sur la nécessité d’effectuer davantage d’essais cliniques randomisés pour obtenir une vue d’ensemble des actions prometteuses de la mélatonine dans le cancer du sein et, étant donné le profil de sécurité de cette molécule, des doses translationnelles adéquates devraient être établies dans le cadre d’essais cliniques randomisés supplémentaires.