La malaria sigue siendo una carga importante para la salud pública en el sudeste asiático y África. Los modelos matemáticos de dinámica de infección dentro del huésped y acción de fármacos, desarrollados en apoyo de iniciativas de eliminación de la malaria, han avanzado significativamente nuestra comprensión de la dinámica de la infección y han respaldado el desarrollo de regímenes efectivos de tratamiento con fármacos. Sin embargo, los modelos matemáticos que respaldan estas iniciativas se basan predominantemente en dinámicas deterministas y, por lo tanto, no pueden capturar fenómenos estocásticos como la extinción (sin glóbulos rojos parasitados) después del tratamiento, con posibles consecuencias para nuestra interpretación de conjuntos de datos en los que se observa la recrudescencia. Aquí desarrollamos un modelo estocástico de infección dentro del huésped para estudiar el crecimiento, declive y posible extinción estocástica de glóbulos rojos parasitados en voluntarios humanos infectados con malaria. Mostramos que la extinción estocástica puede ocurrir cuando el tamaño de la inoculación es pequeño o cuando el número de glóbulos rojos parasitados disminuye significativamente después de un tratamiento antipalúdico. Además, mostramos que los parámetros relacionados con el fármaco, como la tasa máxima de eliminación y la concentración efectiva media, son los principales factores que determinan la probabilidad de extinción estocástica después del tratamiento, destacando la importancia de los antipalúdicos altamente eficaces para aumentar la probabilidad de cura en el tratamiento de pacientes con malaria.