Esta investigación trata sobre el problema de programación de citas para quimioterapia ambulatoria el mismo día, que se reconoce como una estrategia principal para perseguir el objetivo de reducir el tiempo de espera de los pacientes. Inspirados por un contexto del mundo real y diferente de otros estudios, modelamos una sala de quimioterapia de múltiples etapas en la que la farmacia está ubicada lejos del área de tratamiento y los medicamentos se entregan en lotes. Los procesos en las salas de oncología se caracterizan por varias fuentes de incertidumbre que aumentan la complejidad del problema; por lo tanto, se prefirió un enfoque estocástico para estudiar el problema de programación de citas para pacientes ambulatorios. Para generar horarios de citas efectivos, nos movimos en dos direcciones. Primero, adoptamos una estrategia de programación de inicio tardío para reducir los tiempos de inactividad dentro y entre las diferentes etapas, a saber, consulta médica, preparación de medicamentos e infusión. Luego, dado que el problema es NP-duro en sentido estricto, desarrollamos una metaheurística de búsqueda de armonía híbrida cuya efectividad se demostró a través de un análisis numérico extendido que involucra otra técnica de optimización de la literatura relevante. Los resultados de los experimentos numéricos confirmaron la eficacia del modelo de programación propuesto y del algoritmo metaheurístico híbrido también.