日本帝国主义的细菌战活动由来已久，早在第一次世界大战期间，它就已经开始了细菌战的准备活动，并对此作过设想和计划，还注意搜集了国外的情报。
日本战犯河本大作在供词中说:“日本军是从1918年11月前后开始研究细菌的。当时长谷部照信少佐同宪兵队和特务机关进行联系，并获得情报。得知上述机关捕获了一名俄国密探，名叫亚历山大，在瑞典红十字会任职。在审讯中知道他正在搞细菌战研究并拥有大量细菌。于是，1918年末，长谷部将细菌战作为主要问题向参谋本部汇报。此后，由陆军省医务局开始研究，后来曾一度中断。”
河本大作
在七三一部队之前，日本大本营的军部曾要东京科学研究局“研究出一种或多种为人力所无法抗拒的秘密杀人武器。”由于在限期内没有完成任务，局长伊藤工学博士在“工作不力”、“浪费国家财力”等罪名下被逮捕法办，参加研究的四十名科学家也全部被降薪并调转其他工作。
石井四郎的登台表演
到20世纪30年代，日本帝国主义又继续进行细菌战和细菌武器的研究，并真正大规模地搞起来了。其“功劳”应归于石井四郎。
石井四郎，1892年生于日本千叶县山武郡千代田村的一个富有的家庭。他在京都帝国大学(战后改为京都大学)医学部毕业后，以军官候补生的身份参加了陆军。1924年，他在东京帝国大学攻读研究生，专门研究病理学和细菌学。1927年，获医学博士学位。1928年，充当东京陆军医院军医。
石井四郎
1930年，他受陆军省第一课课长永田铁山的派遣，以日本驻外武官的身份两次周游欧洲各地，名义上是出国考察，实质是进行“特务旅行”。
在欧洲他看到了纳粹德国进行细菌武器研究的情报，深深感到日本没有细菌武器是“国防”上的一大空白。特别是他了解到14世纪中叶的鼠疫大流行造成的灾害使欧洲各国的统治者至今还心有余悸，并把鼠疫菌排除研究之外时，更增加了对鼠疫菌研究的兴趣。他认为，被各国排除的鼠疫菌，恰恰是日本应该单独研究的并仅有的一种武器。
回国后，他晋升为三等军医正(少佐)，继续在陆军军医学校任“军阵防疫”教官。同时，他利用出国考察时得到的欧洲第一次世界大战时使用毒瓦斯和当时最新的关于细菌战、化学战的资料，极力鼓吹准备细菌战的必要性、叫嚷“战争专靠实力，这已过去了。科学上发明了大批杀人而不损坏物质的有力武器，帝国应立即在'无住宅区’(指无人居住地带)建立起实验中心。”
还说:制造生物武器既省钱、省料，又具有不可估量的杀伤力，这对经济危机、钢铁缺乏的日本帝国来说，是一举两得的大好事。、
1931年，日本帝国主义发动了九一八事变，武装侵占了中国东北。这时，在日本，军国主义分子的侵略野心恶性膨胀，战争狂热到了极点。他们野蛮凶残、丧心病狂，置国际公法、人道主义于不顾，阴谋策划细菌武器的研究和试验。
于是，石井四郎研究细菌武器的主张得到了日本反动当局的赞赏和日本陆军省军务局课长永田铁山大佐(后晋升为少将)的推荐，以及日军参谋本部战略部第一课课长铃木大佐和塚隆二等人的支持。
据梶塚隆二供称:“我从1931年起就特成石井四郎关于日本必须准备细菌战的思想，1934年至1937年我主管日本陆军省军医署卫生科时，又积极参与了关东军建制内成立一个专门研究细蒙武器及防疫事宜的部队，即第七三一部队，以及拨调相当专家去配备这个部队，并促成任命一位细菌战思想家石井四郎为第七三一部队长。”
于是军部立即晋升石井四郎为军医少佐，并于1932年8月，在东京若松町的陆军军医学校内成立了由他领导的细菌研究室(对外称防疫研究室)。当时，它设在防疫部的一处地下室里，规模较小，石井四郎也仅有5名助手，然而，石井四郎在防疫名义的掩护下，进行以细菌战为目的细菌研究和培养的罪恶活动却从此开始了。
为了加紧细菌战活动，1932年底，日本军部一再下令，要“以物质和名望来满足石井四郎的需要”，并晋升他为军医中佐。
1933年，为了扩大细菌研究活动，经日本陆军参谋本部批准，耗资20万日元，对细菌研究室进行了扩建，不仅增设了研究室、办公室、机械室、变电和仓库，而且还修建了小型木结构的动物饲养室。扩建之后，改称为“防疫研究所”。
在石井四郎的主持下，这里实际上成了日军准备细菌战的研究中心。大批的的研究人员按照他的“军事医学不仅仅是治疗和预防，真正的军事医学其目的在于进攻”的反动理论，从事霍乱菌、伤寒菌、鼻疽菌、瓦斯坏疽菌等细菌的培养、使用和预防方法的研究，研制装有这些细菌的地雷、榴弹枪弹和在水面上使用的玻璃弹等爆炸装置。因此，在这个研究所的地下室里，设有培殖细菌和研制细菌武器的秘密工厂。
在研究过程中，他们反复地作着动物血液注入人体、人关闭在染有炭疽菌的屋子里从活人身上抽取淋巴腺等各种实验;还把中国士兵的尸体肢解，将头颅及身体各部分作为标本进行陈列;把囚犯饿死，将其躯体完整地保存起来，以备研究之用。
他们还把被俘的苏联军人如何被残酷地致死，分别注入鼻疽菌的马如何发病而死，以及检验马户的全过程等拍摄成纪录影片，给研究人员观看，除传授技术，宣传细菌战，让他们相信自己研制的细菌武器威力外，还以此培养他们杀人不眨眼的野兽的“武士道”精神和法西斯性格。
石井四郎为了防止泄露机密和避免世界人民和舆论的谴责、唾骂，对这些研究资料严格控制。他把200份实验致死的人员登记表作为绝密材料锁在地下室的一个特别房间里，责成其亲信保管，并且只允许直接参加实验的人员查阅，但也必须签名具结，保证不将看到的资料告诉任何人。
因为这个研究所在研究和制造细菌杀人武器上有所成效，还培养了不少这方面的“人才”，所以，石井四郎洋洋得意地说，它是日本“制造军火工厂的楷模”。
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