Blome innrømte at han i 1943 hadde blitt beordret til å eksperimentere med vaksiner mot pest på fanger i konsentrasjonsleirer. Han ble stilt for retten i Legeprosessen i Nürnberg i 1947 for å ha eksperimentert på mennesker uten deres samtykke, under rubriseringen krigsforbrytelser og forbrytelser mot menneskeheten. Han ble frikjent i saken på grunn av bevisets stilling. Ut fra hans tidligere innrømmelser og indisier mot ham er det allment akseptert at han deltok i slike eksperimenter, blant annet med saringass på fanger i Auschwitz.