Chiến tranh Trung – Nhật
Thương vong > Sử dụng vũ khí sinh học và hóa học

Bài chi tiết: Đơn vị 731
Nhật Bản sử dụng nhiều vũ khí hóa học để chống lại Trung Quốc nhằm bù đắp sự thiếu hụt về quân số trong chiến đấu. Trung Quốc cũng không có bất kỳ kho dự trữ khí độc nào để trả đũa quân Nhật. Trong trận Vũ Hán, Nhật Bản đã sử dụng khí độc tại Hán Khẩu để phá vỡ thế kháng cự quyết liệt của Trung Quốc sau khi các cuộc tấn công thông thường của Nhật Bản bị quân phòng thủ Trung Quốc đẩy lui.
100.000 quân Trung Quốc dưới sự chỉ huy của tướng Tiết Nhạc đã đẩy lùi quân Nhật tại Hoàng Mai. Trong trận Đài Nhi Trang, hàng nghìn người đã chiến đấu kiên cường đến cuối tháng chín và chỉ chịu thua khi quân Nhật dùng khí độc. Nhưng vào lúc này, các tướng lĩnh hàng đầu của Trung Quốc dường như không thể phối hợp với nhau tại Tín Dương. Cánh quân Quảng Tây của Lý Tông Nhân cũng bị vùi dập đến rệu rã. Họ từng mong rằng quân của tướng Hồ Chí Nam, thân cận của Tưởng Giới Thạch sẽ đến để giải vây cho họ nhưng thay vào đó, quân của Hồ Chí Nam lại rút khỏi thành phố.
—Rana Mitter,
Ngoài Vũ Hán, quân Nhật cũng sử dụng khí độc để chống lại quân đội Hồi Giáo Trung Quốc trong trận Vụ Nguyên và Tây Tuy Viễn.
Đế quốc Nhật Bản đã nhiều lần bị lên án về việc sử dụng khí độc theo Điều 23 của Công ước La Hay năm 1899 và 1907, Điều V của Hiệp ước Liên quan đến Sử dụng Tàu ngầm và Khí độc trong Chiến tranh, Điều 171 của Hiệp ước Versailles và một nghị quyết được Hội Quốc Liên thông qua vào ngày 14 tháng 5 năm 1938. Bất chấp những điều đó, Lục quân Đế quốc Nhật Bản vẫn không ngừng sử dụng vũ khí hóa học trong suốt cuộc chiến.
Theo nhà sử học Yoshimi Yoshiaki và Matsuno Seiya, vũ khí hóa học được ủy quyền theo mệnh lệnh do chính Thiên hoàng Nhật Bản Hirohito đưa ra và được truyền đạt bởi Bộ Tổng Tư lệnh Đế quốc Nhật Bản. Ví dụ, Nhật hoàng đã cho phép sử dụng khí độc trong 375 trường hợp riêng biệt tại Trận Vũ Hán từ tháng 8 đến tháng 10 năm 1938. Vũ khí độc hại cũng được sử dụng trong trận Thường Đức vào cuối năm 1943. Những mệnh lệnh đó được truyền đi bởi Hoàng tử Kotohito Kan'in hoặc Tướng quân Sugiyama Hajime. Các loại khí sản xuất tại Okunoshima được sử dụng hơn 2.000 lần để chống lại binh lính và dân thường Trung Quốc trong cuộc chiến ở Trung Quốc vào những năm 1930 và 1940.
Đơn vị 731 của Ishii Shirō đã cung cấp vũ khí sinh học được sử dụng nhiều trong nhiều trận chiến. Những vũ khí này đều có thí nghiệm lên người sống trước khi đưa vào sử dụng. Hầu hết đối tượng bị đem ra thử nghiệm là dân thường hoặc tù nhân chiến tranh người Trung Quốc. Vào năm 1940, Lực lượng Không quân Lục quân Đế quốc Nhật Bản đã thả bom bọ chét mang mầm bệnh dịch hạch xuống Ninh Ba. Trong các phiên tòa xét xử tội phạm chiến tranh Khabarovsk, Thiếu tướng Kawashima Kiyashi kể rằng vào năm 1941, khoảng 40 thành viên của Đơn vị 731 đã thả bọ chét nhiễm bệnh dịch hạch xuống Thường Đức. Những cuộc tấn công này đã khiến dịch hạch bùng phát. Trong Chiến dịch Chiết Giang-Giang Tây, trong số 10.000 binh sĩ Nhật Bản bị nhiễm bệnh có khoảng 1.700 binh sĩ Nhật Bản chết bởi chính vũ khí sinh học do chính lực lượng của họ tạo ra. Phòng nghiên cứu vũ khí cuối cùng cũng bị tiêu hủy để xóa dấu vết vào tháng 8 năm 1945 khi quân đội Liên Xô kéo đến. Trong chiến tranh, Nhật Bản cũng cho binh sĩ sử dụng chất kích thích methamphetamine dưới dạng philophon để giảm đau khi chữa thương.