Ketamin är licensierat för att användas som bedövningsmedel men har rykte om sig att vara en illegal partydrog.
Skriva i The Lancet Psychiatry, Dr Rupert McShane, som har lett en rättegång i Oxford, sedan 2011 säger ketamin kan arbeta på patienter med depression "där ingenting har hjälpt tidigare".
Han kräver dock att ett nationellt register ska övervaka dess användning.
Dr McShane säger att tiotusentals människor som inte har svarat på annan behandling kan få hjälp av läkemedlet.
Men han tillägger att det bör finnas ett nationellt register för dem som föreskriver behandlingen för att övervaka resultaten och undvika missbruk av ämnet klass B.
Av de 101 personer som deltog och som inte hade funnit någon framgångsrik behandling mot depression svarade 42 av dem på ketaminet.
"Den första ketamininfusionen räddade bokstavligen mitt liv", säger en patient.
"Jag hade känt mig så desperat att jag tänkte göra slut på allt.
"Senare ketaminbehandling har gjort det möjligt för mig att återgå till mitt jobb på heltid. Jag kämpar fortfarande ibland men att kunna arbeta igen har gett mig ett sådant uppsving."
Dr McShane hoppas att fler läkare kommer att använda det för att behandla depression men fruktar att Storbritannien skulle kunna följa USA där det finns privata ketaminkliniker som varierar i sina kliniska kontroller.
– Vi anser att patienternas behandling ska ske på specialistcenter och formellt spåras i nationella eller internationella register. Detta kommer att hjälpa oss att ta upp eventuella säkerhets- eller missbruksproblem vid långtidsanvändning och begränsa vilken dos, frekvens, väg och behandlingstid som fungerar bäst."
Den dos av ketamin som används i hans rättegång är mycket mindre än den mängd som används av människor som tar det som en olaglig partidrog - och han varnar för alla typer av självmedicinering.
Dr McShane varnar också för att det är "inte ett mirakel" läkemedel för depression och "att upprätthålla nyttan är en utmaning", som hittills endast har uppnåtts genom upprepad dosering.
Men deltagaren Louise, en 36-årig före detta sjuksköterska, sade att hon inte kände att hon blev beroende av drogen.
"Jag känner mig definitivt inte alls, på något sätt 'knackade på' eller beroende av ketamin. Jag har mer problem med abstinens och biverkningar om jag missar ett par doser av mina (standard) antidepressiva än jag gör med ketaminet."
I en kommentar till tidningen sade Prof Allan Young, från The Royal College of Psychiatrists, att det fortfarande fanns "betydande luckor" i kunskapen om ketaminets användning.
"Innan ketamin kan rekommenderas för användning i klinisk praxis, krävs omfattande forskning för att förstå hur man optimalt använder ketamin för behandling av depression," sade han.
"Cungal College of Psychiatrists har oro för patientsäkerhet och rekommenderar därför mentalvårdare att gå vidare med försiktighet när de behandlar patienter med ketamin."
Doktor Paul Keedwell, psykiatriker vid universitetet i Cardiff, sade: " Ketamin vid behandling av depression är en av de mest spännande upptäckterna inom psykiatrin i åratal.
– Det behövs dock mer forskning och att ha ett register gör det möjligt för forskare att dela med sig av nya fynd, positiva eller negativa.
Läkare som prövar användningen av ketamin för att behandla depression kräver att behandlingen rullas ut.