不顾国际舆论和美军报复，准备大规模动用细菌战对付盟军，也因此重新启用石井为「731部队」部队长，并将其晋升为军医中将。复职后的石井将鼠疫作为决战用的细菌武器，于满洲各地大量捕捉老鼠、生产巨量的鼠疫菌和作为传媒的跳蚤，还策划了以由「731部队」成员搭乘伊四百型潜舰至美国太平洋西海岸军港发动细菌战，即「夜樱作战」，预定将于9月22日执行。7月，由于日本战败在即，石井开始进行销毁「731部队」有关资料。1945年8月，苏联出兵满洲，石井已完成湮灭证据的工作，将重要资料装在三个皮箱，乘飞机逃回了日本，并严令部队成员