据不完全统计，侵华日军先后在中国的17个省、市的77个县、区，使用过毒气武器2000多次，种类包括芥子气、二苯氯胂和光气等糜烂性、窒息性毒剂。9万中国军民受害，其中国民党士兵受伤4.7万人，死亡6000人；八路军士兵受伤3.7万人，死亡1500人。
早在1925年6月，日本就在瑞士的日内瓦签署了《关于禁止使用毒气或类似毒品及细菌方法作战的协议书》，但日军根本不管这个协议，一直偷偷在位于广岛附近海域的大久野岛，进行毒气的实验和生产。随后，日本在我国东北建立的731部队更是臭名远扬，他们将人体用作化学毒剂试验，然后再运用于实战。
1938年，徐州会战、安庆战役后，日军加快了大规模实施毒气战的步伐。1939年，731部队首次在中蒙边界的诺门罕战斗中使用细菌武器。1941年，731部队在海拉尔、海林、林口等地建立支队，关东军宪兵将抓获的抗日志士秘密押送至731部队，作为细菌试验的材料。这些试验包括鼠痛风、伤寒、霍乱、炭疽等几十种，还包括冻伤、人血和马血互换、人体倒试验，甚至包括活体解剖，并和化学部队进行毒气试验。据供认，至少有3000名中国人在此被残害。
此后，日军在华北、华中和华南等地区都建立了细菌部队，并先后对浙江、湖南、山东等地实施大规模细菌战，造成大量人员伤亡。仅湖南常德一地，有实名记录的死亡人数就多达7463人。
1939年，日军在南昌战役期间强渡修水河，向中国军队发射毒气弹3000余发，使用毒气筒15000多个，致使中国两个军直接丧失战斗力。
同年，日军攻击冀中八路军一二零师师部，发射毒气弹，致使一二零师师长贺龙和500多人中毒。
1940年，八路军发动百团大战，日军施放毒气20余次，致使包括陈赓在内的2万余名八路军战士中毒。
1941年，中国军队与侵华日军在宜昌城外展开拉锯战，龟缩宜昌城内的日军眼看不支，指挥部也开始销毁秘密文件，但日军居然就在这时向我军发起4次规模毒剂弹攻击，其中用飞机、迫击炮、毒剂筒共发射芥子气、路易斯气混合毒剂弹1000枚，二苯氯胂毒剂弹1500枚，造成我军重大伤亡，不得不放弃攻势。事后，大批战士们受尽折磨，在痛苦中死去。
1942年，日军在浙赣作战中使用毒气。
1943年，日军在常德作战中使用毒气。
1944年，日军在长衡作战中使用毒气。
除了对我军正面进攻和敌后武装使用毒气，日军还对手无寸铁的平民也大量使用毒气。
1939年2月，日军在河北蠡县车里营等5个村庄，将80余名壮年男子赶入3间房子，然后施放毒气，将人全部杀死。
1940年2月，日军炮兵向山西翼城县仪门村发射毒气弹，村民500余人中毒。
1940年6月《抗战旬刊》报道：“市桥日寇借名防疫，强迫我各地赶市同胞打针……连日惨死已达4人。此类毒针有断种的、有癫痫的、有急性的、有慢性的，不一而足。”
1941年9日，日军在河北宛平杜家庄，以举行运动会为名，将村民和学生500余人集中起来，施放毒气筒，使其全部中毒。
1942年5月，日军在河北定县北疃村扫荡时，对钻进地道的民众施放毒气，使800多人中毒。
1942年7月，日军在河北平乡南侯村，以召开村民大会为名，将村民集中起来施放毒气筒，致使村民全部中毒。
日军在和我军民作战时，往往在撤退途中喷洒化学武器。由于他们喷洒的毒剂短时间内不会发挥效果，等我军进入化学污染区后，毒剂发挥作用，我军往往丧失作战能力，被迫撤出战场。这种毒剂作战方式甚至比直接空投对我军造成的伤亡面积还要大。
抗战结束后，日军对大量的在华毒剂弹采取了就地掩埋或直接丢弃的方式，以掩盖战争罪行。这些潜藏的毒剂弹就成了中国老百姓的隐形杀手，不时造成我无辜民众的伤亡。比如2003年8月4日，黑龙江齐齐哈尔市的日本遗留化学武器，就造成1人死亡、43人中毒的惨剧。
日军在侵华战争中，对我国军民毫无节制地使用化学武器。但同一时期，日军却从不敢对英、美、苏等国使用化学武器，甚至要求如果对这些国家使用化学武器，必须得到天皇的批准。因为这些国家也有化学武器，欺软怕硬的日本人害怕受到报复，才不敢越雷池半步。