1939年6月，石井四郎在海拉尔储备了2000多枚带有伤寒、霍乱、疽病毒的炮弹，准备发射到苏军阵地。到7月份的时候，关东军总司令植田谦吉为挽回败局，答应了石井四郎的细菌战作战计划。

    7月13日，石井四郎命令731部队少佐碇常重带领22名敢死队员，在哈拉哈河上用两只胶皮筏子顺水而下，将22.5公斤的沙门菌、霍乱、鼠疫和鼻疽等病毒撒入河水中，向苏军进行细菌战。

    当时日军的投毒计划进行得非常顺利，本以为苏军会大批量中毒之后，日军便可以开始发起猛攻，一举扭转败局。没想到过去很久之后，苏军完全没有任何中毒迹象。

    原来苏联方面的情报系统早已发现日军的投毒计划，并开始了严密的应对措施。苏军通过是本方自行铺制的输水管道获取饮用水，同时也严禁士兵饮用河水，因此731部队的细菌战手段完全失效。

    日军在进行投毒之前，石井四郎宣称自己发明的净水过滤器能完全过滤细菌，所以并不怕本方军人中毒。不知道石井四郎是否有意无意在吹牛，结果这净水过滤器不能过滤掉投撒的病毒，大量的日军中毒，由于军队人员密集，疫情迅速蔓延开来。

    根据战后日本关东军军医部的统计，在诺门罕战役中日军前线部队，一共有1300多名日军感染上伤寒、霍乱、鼠疫和霍乱死去，为掩人耳目，当时的日军军部将这些士兵的死因定为“死亡病因不明”。

    二战结束之后，苏联将远东战役俘获的关东军司令官山田乙等12名细菌战战犯送交远东军事法庭予以起诉，追究他们在诺门罕战役中进行细菌战的罪行。

    不过731部队的负责人石井四郎却在战后逃回日本，以提供人体实验和细菌战研究资料为条件，换取了美国对其免除战争责任，逃脱了审判。

    犯下这样滔天罪行的石井四郎，随后在东京新宿区经营旅店避世隐居，晚年经常免费给附近的孩子治病，还自称作为医生救助生命真的很快乐，这真是一个莫大的讽刺！