De hallucinogene virkninger af ketamin blev opdaget gennem dets brug til anæstesi og gennem dets lækage på gaden og spredningen af dets rekreative brug og efterfølgende afhængighed. En gennemgang af rapporter fra læger og forskere viser, at hos omkring 40 % af patienterne, få minutter efter indgivelse af stoffet intravenøst eller intramuskulært, opstår der visuelle og auditive hallucinationer, agitation og irrationel skizofrenomimetisk adfærd, som normalt forsvinder efter omkring 45-60 minutter.
Den dissociative psykedeliske tilstand, som ketamin fremkalder, er blevet grundigt og dybt undersøgt i eksperimenter udført af den amerikanske psykiater, neuroforsker og psykonaut prof. John Lilly. Lilly rapporterede systematisk om subjektive effekter afledt af dosis-respons-forhold (detaljeret i hans bog Ketamine Dreams and Realities) ved eksperimenter, han udførte på sig selv, normalt mens han var inde i et isoleret flydekammer. Lilys indledende beretninger bidrog i høj grad til forståelsen af de dramatiske ændringer i bevidsthed og opfattelse induceret af ketamin.
