Однако существуют свидетельства, что в захваченном Крыму немцы применяли отравляющие вещества летом 1942 года: в аджимушкайских каменоломнях, а также в севастопольских пещерах, где укрывались окружённые советские военные. Немецкие источники утверждают, что это были обычные дымовые шашки, а также смесь угольного оксида и этилена, которая представляла собой не отравляющее вещество, а газообразующую взрывчатку. Но в дневниках начальника генерального штаба сухопутных войск Гальдера упоминается, что 25 сентября 1940 года генерал-инспектор химических войск Окснер доложил ему о том, что на вооружение вермахта поступают дымовые шашки с адамситом (вещество, раздражающее верхние дыхательные пути). Действие газов имело смертельное действие, поскольку в указанных местах применения не было притока свежего воздуха. Не эта ли новинка использовалась в Аджимушкае? Кроме того, в каменоломнях была найдена немецкая дымовая шашка, изучив которую, эксперты сделали вывод, что она выделяла отравляющий газ фосген. При осаде Севастополя немцы применяли гранаты с удушающими газами, которые при взрыве образовывали газовую дымовую завесу.
Газ «Циклон-Б» впервые был испытан германскими фашистами 3 сентября 1941 года на советских военнопленных, отправленных в концлагерь Освенцим. По разным подсчётам, «Циклон-Б» унёс больше жизней, чем атомное оружие. Точные данные о жертвах, убитых в камерах, разнятся, однако историки считают, что газом на основе синильной кислоты было уничтожено не менее 3 млн человек, большая часть из которых составляла гражданское население.
Чуть менее масштабным на этом этапе стало применение химического оружия Японией. В 1943 году в ходе сражения при Чандэ японцы применили против китайских солдат не только иприт, но и люизит.
В период наметившегося перелома в ходе войны в пользу союзников создались серьезные опасения, что Германия решится на применение химического оружия. Это явилось основанием для решения американского военного командования о поставке ипритных боеприпасов в распоряжение войск на Европейском континенте. Планом предусматривалось создание запасов химического вооружения для сухопутных войск на 4 мес. боевых действий и для ВВС – на 8 мес. Транспортирование морем не обошлось без происшествий. Так, 2 декабря 1943 г. немецкая авиация подвергла бомбардировке суда, находившиеся в итальянском порту Бари в Адриатическом море. Среди них оказался и американский транспорт «Джон Харвей» с грузом химических бомб, снаряженных ипритом. После повреждения транспорта часть БОВ смешалась с разлившимся маслом, и иприт распространился по поверхности гавани.
Несмотря на то, что во ВМВ химическое оружие на поле боя практически не применялось, за 1940–1945 г.г. воюющими сторонами было произведено более 150 тыс. т БОВ (ипритов, люизита, синильной кислоты, фосгена и адамсита). К 1945 г. Германия имела в запасе 12 тыс. т табуна, производств которого не было больше нигде. Налаженное производство нервно-паралитических газов в Германии явилось полной неожиданностью для войск союзников в 1945 г. Главную роль в этом производстве играл концерн ИГ Фарбен, созданный для полного доминирования на рынках красителей и органической химии, в котором объединились шесть крупнейших химических компаний Германии. Британские и американские промышленники видели в концерне империю, подобную империи Круппа, считая ее серьезной угрозой и предприняли усилия для ее расчленения после ВМВ.
За годы ВМВ в США на 17 установках было произведено 135 тыс. тонн БОВ, на иприт приходилась половина всего объема. Ипритом было снаряжено около 5 млн. снарядов и 1 млн. АБ.
В последние месяцы войны в Эджвуде и армейской лаборатории Форт-Рукер (штат Алабама) развернулись поиски и испытания природных и синтетических веществ, воздействующих на центральную нервную систему и вызывающих у человека в ничтожных дозах психические или физические расстройств.
Отдельные работы по получению табуна, зарина, зомана проводились в США и ВБр, но прорыв в их производстве мог произойти не ранее 1945 г.
Несмотря на то, что в этот период химическое оружие не применялось (за исключением Японии), оно производилось в огромных масштабах. Германия, США, ВБр, Италия, Япония, СССР создали большие запасы иприта, люизита, адамсита и прочих БОВ. После ВМВ союзники поделили между собой химическое наследство Германии и её союзнивов, но в связи с отсутствием мест складирования союзники решили уничтожить большую часть БОВ. Было признано целесообразным затопить трофейное химическое оружие, что и было выполнено в бассейнах Балтийского моря, Северного моря, Атлантического и Тихого океанов (отдельные участки). И такие операции проводились союзниками до 1976 года. С тех пор народы, населяющие берега этих акваторий, с ужасом ждут последствий этого решения.
Послевоенный двуполярный этап