באפריל 2013 חשף בכיר באמ"ן (אגף המודיעין של צה"ל) כי כוחות אסד השתמשו בנשק כימי, ככל הנראה גז עצבים מהסוג סארין. עוד קודם לכן היו דיווחים לא מאומתים ממקורות שונים על שימוש בנשק כימי. ארצות הברית הכחישה דיווחים אלה וגם הסתייגה מהערכת אמ"ן, אך ב-25 באפריל 2013 אישר מזכיר ההגנה של ארצות הברית צ'אק הייגל כי סוריה אכן השתמשה בנשק כימי, אך טען שבמידה מועטה. לפי חלק מחוקרי האו"ם שחקרו את השימוש בנשק כימי, היו אלו דווקא המורדים שהשתמשו בו.
בחורף 2012 השתלטו לוחמי הזרוע הסורית של אל-קאעידה, ג'בהאת א-נוסרה, על מפעל לייצור נשק כימי מסוג כלור, ומאז גם המורדים הקיצונים עושים שימוש בנשק כימי.
ב-21 באוגוסט 2013 דיווחה האופוזיציה בסוריה על מאות הרוגים במתקפת נשק כימי של כוחות המשטר בע'וטה שבמחוז ריף דמשק, כאשר לפי הערכות גורמי ביון מערביים המתקפה בוצעה על ידי כוחות המשטר אסד. נשיא איראן, חסן רוחאני, הודה לראשונה כי אזרחים בסוריה נהרגו מנשק כימי, אך לא ציין מי אחראי לכך, מנגד משטר אסד טען כי צבאו איתר נשק כימי בידי המורדים באחד הפרברים של דמשק.
ב-28 בספטמבר 2013 החליטה פה אחד מועצת הביטחון של האו"ם על פירוז סוריה מנשק כימי. ההסכם התייחס לגזים הרעילים מסוג סארין, גז חרדל, ו-VX, אולם לא התייחס לכלור שהשימוש בו במסגרת מלחמת האזרחים נמשך אף ביתר שאת.
המתקפה הכימית בח'אן שייח'ון נערכה ב-4 באפריל 2017, ובה העיר ח'אן שייח'ון שבמחוז אידליב, הנשלטת על ידי המורדים הסונים, הופצצה מהאוויר בגז רעיל, ככל הנראה סארין, וכתוצאה מכך נהרגו כ-74 בני אדם ונפצעו מעל 557. תקיפה זו עוררה זעזוע רב, והובילה לתקיפה אמריקנית שבו הופצץ, באמצעות 59 טילי שיוט מסוג טומהוק, בסיס חיל האוויר הסורי אשר ממנו המריאו המטוסים שביצעו יומיים קודם לכן את המתקפה הכימית. זו הייתה הפעם הראשונה שהבית הלבן הורה בגלוי ובפומבי על מתקפה צבאית נגד כוחות של צבא אסד.
ב-8 באפריל 2018 נערכה מתקפה כימית נוספת של משטר אסד נגד אזרחים סורים. בתקיפה נפגעו מאות בני אדם. בתגובה לתקיפה זו בוצעה ב-14 באפריל 2018 תקיפה משולבת של ארצות הברית, בריטניה וצרפת, באמצעות מטוסי תקיפה וטילי שיוט, נגד מטרות אחדות של נשק כימי בסוריה.
טילי טאו.
במלחמת האזרחים בסוריה הרבו המורדים לעשות שימוש בטילי BGM-71 טאו, שמספרם מוערך בכ-5,000 טילים אשר סופקו להם ככל הנראה על ידי ארצות הברית, עם זאת, לא ברור מה מקורם של הטילים, מכיוון שמספריהם הסידוריים של הטילים נמחקו.
טילי ה-BGM-71 טאו הם טילים נגד טנקים מהדור השני. הטאו הוא טיל כבד ומדויק הניתן לשיגור ממשגר הנישא על ידי חוליית לוחמי חי"ר או ממשגר המותקן על גבי כלי רכב. הטיל, אשר ביכולתו לחדור את עיקר הרק"ם שברשות הצבא הסורי, גרם לפגיעות רבות בשריון של צבא סוריה בקרבות רבים. כמו כן, המורדים משתמשים בטיל זה כנגד מטרות 'רכות', כמו בניינים וריכוזי צבא בשל דיוקו וטווחו הרב.
חביות נפץ.
במהלך מלחמת האזרחים בסוריה עשה חיל האוויר הסורי שימוש נרחב בפצצות חבית כנגד המורדים. מוערך כי במהלך המלחמה הוטלו בין 5,000 ל-6,000 פצצות חבית שמהן נהרגו כ-20,000 אזרחים סוריים.
המאבק המדיני.
רוסיה וסין, בעלות זכות הווטו במועצת הביטחון של האו"ם, השתמשו ביכולתן והטילו וטו על כל ניסיונות הגינוי על סוריה. בנובמבר 2011 הגיעה ממשלת סוריה בראשות אסד להסכם עם הליגה הערבית לסיום ההתקוממות, אך הפרה אותו תוך זמן קצר. כתוצאה מכך, השעתה הליגה הערבית את חברותה של סוריה בארגון ב-12 בנובמבר.
ב-22 בנובמבר הציבה הליגה הערבית לאסד אולטימטום של שלושה ימים להכנסת משקיפים בינלאומיים למדינה, אך הממשלה הסורית לא הסכימה. ימים אחדים לאחר מכן, הוחלט להטיל סנקציות נגד המשטר הסורי. טורקיה הוסיפה סנקציות משלה ימים בודדים לאחר מכן. ב-19 בדצמבר הסכימה סוריה ליוזמת הליגה הערבית להכניס לשטחה פקחים מטעם מדינות ערב שיפקחו על הנעשה במדינה. דו"ח ראשוני של הפקחים הוגש לליגה הערבית בשבת ה-7 בינואר 2012 מטעם מפקד כוח הפקחים, מוחמד אל-דאבי. הליגה החליטה להמשיך את עבודתם, זאת בניגוד לרצון האופוזיציה הסורית לערב את האו"ם ופקחיו.
חרף עבודת הפקחים, התמידה רוסיה בתמיכתה במשטר הסורי וחתמה על עסקת נשק בשווי 550 מיליון דולר להספקת 36 מטוסי קרב. למחרת הודיעה מועצת שיתוף הפעולה של מדינות המפרץ, כי המדינות מושכות את פקחיהן מסוריה. גם הליגה הערבית הודיעה כי היא מקפיאה את עבודת הפקחים מטעמה. ב-12 בפברואר התפטר ראש משלחת הפקחים של הליגה הערבית, והליגה עצמה החליטה אותו יום לפנות למועצת הביטחון של האו"ם והפעם בבקשה לשלוח לסוריה משלחת משותפת לליגה הערבית ולאו"ם, כוח צבאי לשמירת השלום. שינוי ביחסים בין אסד למדינות ערב האחרות החל בהדרגה בסוף העשור השני של המאה ה-21.
ב-23 בפברואר הודיעו מזכ"ל האו"ם, באן קי מון, ומזכ"ל הליגה הערבית, נביל אל ערבי, כי מזכ"ל האו"ם לשעבר, קופי ענאן, ימונה לשליח האו"ם לנושא סוריה. ענאן הצליח להגיע להסכם ב-10 באפריל בין אסד למורדים להפסקת האלימות, אך ההסכם לא כובד על ידי אסד והלחימה המשיכה. בעקבות התמשכות מעשי הטבח, הודיעו במאי 2012 ארצות הברית, צרפת, גרמניה, בריטניה, ספרד, איטליה, קנדה אוסטרליה וטורקיה על גירוש דיפלומטים של סוריה מארצם. ביולי 2014 מינה מזכ"ל האו"ם את סטפן דה מיסטורה לשליח מיוחד לסוריה מטעמו ומטעם הליגה הערבית.
גם יחסיה של סוריה עם חמאס הגיעו לכדי משבר כאשר למחרת אישור כניסת הפקחים ב-20 בדצמבר, סירב אסד להיפגש עם חאלד משעל בשל המעבר ההדרגתי של הנהגת חמאס מדמשק לקטר. התקרבות נרשמה בשנת 2019.
ברקע המלחמה ישנו חשש במדינות ערב והאסלאם מפיצול סוריה למרכיביה העדתיים והאתניים על בסיס הזכות להגדרה עצמית למספר ישויות עצמאיות, בהן: מדינה לכורדים, לעלאווים, לדרוזים ולסונים.
תמיכה כלכלית או צבאית.
בשנת 2012 ביוזמת נשיא צרפת ניקולה סרקוזי הוקם ארגון ידידי סוריה.
מדינות וארגונים אלה מעניקים תמיכה כלכלית או צבאית למועצה הלאומית הסורית:
מדינות אלה מעניקות תמיכה כלכלית או צבאית למשטר הסורי:
למרות תמיכתה המוצהרת במורדים, העבירה ארצות הברית דרך המודיעין הגרמני לבשאר אל-אסד בחודש אוגוסט 2014 מידע מדויק על מיקומם של פעילי המדינה האסלאמית במזרח סוריה שאפשר לצבא סוריה להשמיד אותם באמצעות טילי סקאד.
הגירת פליטים.
הקרבות, שהתנהלו באזורים מיושבים ותוך פגיעה מכוונת באזרחים, הביאו לזרם גדל והולך של פליטים מסוריה למדינות הגובלות איתה: טורקיה, ירדן, לבנון ועיראק. רבים המשיכו משם לאירופה. עד ספטמבר 2012 נמלטו מסוריה כ-470,000 פליטים. כאשר בחודש אפריל 2013 הגיע מספר הפליטים מסוריה למיליון. בנוסף, כ-1.5 מיליון סורים נאלצו לעזוב את בתיהם מחמת הקרבות, והפכו לפליטים בארצם.
פגיעה בנכסי תרבות.
במהלך המלחמה נעשתה פגיעה רבה בנכסי תרבות בסוריה, במיוחד מצד ארגון המדינה האסלאמית שמבצע פעולות דומות גם בעיראק. באוגוסט 2014 כבש ארגון המדינה האסלאמית את העיר א-רקה, ב-27 בפברואר של אותה שנה רמסו אנשי הארגון בעזרת דחפורים פסל אשורי עתיק מהמאה ה-8 לפנה"ס ששכן בעיר. על פי מגזין "דאבק" השייך למדינה האסלאמית, שני פסלי אריות נוספים מאותה תקופה שמקורם באתר הארכאולוגי "ארסלאן טאש", והועברו לעיר א-רקה הושמדו. במרץ 2014 נמסר כי המחסנים של התל הארכאולוגי תל סבי אבייד שהכילו כ-6,000 פריטים נשדדו מהאתר.
באביב 2012, קבוצת אחראר אל-שאם שהיא אחד הצדדים המורדים במלחמת האזרחים, הוציאה ממוזיאון א-רקה 527 פריטים, בטענה שמטרת הוצאתם הייתה להגן עליהם. ביוני 2013 שודדים נכנסו למוזיאון ושדדו 6 מכולות של ממצאים שאוחסנו במוזיאון. בחודש נובמבר 2014, פצצה שהוטלה במרכז העיר פגעה במבנה המוזיאון וגרמה נזק לחזיתו, לדלתות ולחלונות.
במאי 2015 כבש ארגון המדינה האסלאמית חלקים גדולים ממחוז חומס, סביב העיר העתיקה תדמור, והחל להפגיז את העיר; כתוצאה, הוכרזה סכנה לעתיקות העיר. ב-13 במאי, פתח המדינה האסלאמית במתקפה על תדמור החדשה. בלילה שבין 20 ל-21 במאי נכבשה כליל העיר בתום קרב בן מספר ימים שבו נהרגו כ-350 איש. ב-21 במאי הוצאו כמה כלים קדומים מהמוזאון של תדמור על ידי האוצרים הסורים והועברו בשתי משאיות לדמשק. כמה פרוטומות יווניות-רומיות, תכשיטים וחפצים אחרים שנבזזו מהמוזאון של תדמור נמצאו בשוק העתיקות הבינלאומי. באותו יום, כוחות המדינה האסלאמית נכנסו לאתר המורשת העולמית. על פי עדי ראייה, ב-23 במאי הרסו החמושים את האריה של אל-לאת ופסלים אחרים.
מאז 27 במאי 2015, שימש התיאטרון הרומי בתדמור כמקום להוצאה להורג פומבית של מתנגדי המדינה האסלאמית. סרטון וידאו שנעשה על ידי המדינה האסלאמית מראה את הריגתם של 20 אסירים בידיהם של מוציאים להורג בני עשרה, לעיני מאות גברים וילדים.
בפינוי המוזיאון של העיר לפני ההשתלטות של המדינה האסלאמית השתתף גם הארכאולוג ח'אלד אל-אסעד, מנהלה לשעבר של רשות העתיקות של תדמור. אל-אסעד בן ה-81 עונה במשך חודש ימים כדי להשיג מידע על אוצרותיה החבויים של העיר, אך סירב למסור כל מידע לשוביו. ב-18 באוגוסט 2015 הוא הוצא להורג בכיכר העיר, שם נושא-חרב רעול-פנים ערף את ראשו אל מול קהל. גופתו הוצגה לראווה בכיכר מרכזית בתדמור החדשה, כשעל מותניו נתלה שלט המפרט את "פשעיו" ובהם: ייצוג סוריה ב"וועידות של כופרים" והיותו "מנהל עבודת האלילים" בתדמור. לאחר מכן נתלתה גופתו על עמוד רומי בעיר העתיקה.