Beim Gaskrieg während des Ersten Weltkrieges wurden rund 120.000 Tonnen Kampfstoffe 38 verschiedener Typen eingesetzt, wobei ca. 100.000 Soldaten starben und 1,2 Millionen Soldaten verwundet wurden. Als Beginn des Gaskrieges während des Ersten Weltkrieges und damit des systematischen Einsatzes von Giftgasen als chemische Waffen gilt der Einsatz von Chlorgas durch deutsche Truppen am 22. April 1915. Das von der Pariser Polizei für zivilen Einsatz entwickelte Tränengas Bromessigsäureethylester zeigte in seiner Anwendung durch französische Truppen im August 1914 kaum Wirkung. Es war im Gegensatz zu Chlorgas nicht tödlich und eigentlich nur für den Polizeieinsatz gedacht. Auslöser für den Gaskrieg war somit der von Deutschland vorbereitete Einsatz. In den folgenden Kriegsjahren brachten die Mittelmächte und die gegnerische Entente in den sich gegenseitig hochschaukelnden Eskalationen immer wirksamere chemische Waffen zum Einsatz. Trotz der Wirkung des Giftgases und seines noch heute schrecklichen Rufes war die Todesrate mit knapp unter einem Prozent aller Weltkriegstoten äußerst gering. Nachträglich betrachtet gilt Giftgas als ineffektive Waffe.
Ebenso wie in Frankreich wurden im Vereinigten Königreich Pläne zu einem Tränengas- und Stickgas-Einsatz entworfen. Tränengase wie Chloraceton und Benzylchlorid und ebenso Gase wie Schwefeldioxid wurden für den Einsatz erwogen.
Mit deren Hilfe sollte der Feind aus seinen Deckungen in den Feuerbereich der konventionellen Waffen getrieben werden.
Trotz der Verwendung von Tränengas durch Frankreich gilt erst der Einsatz des tödlichen Chlorgases am 22. April 1915 durch die Deutschen als eigentlicher Beginn des Gaskrieges.
Schon vor 1914 wurden in Frankreich die sogenannten cartouches suffocantes (Erstickungspatronen) für die Polizei entwickelt. Diese mit einer Signalpistole zu verschießenden Kartuschen waren mit 200 g Bromessigsäureethylester gefüllt, welcher im offenen Gelände aber nahezu wirkungslos war. Beim Angriff auf Befestigungen und im Häuserkampf war dieses Tränengas jedoch effektiv einsetzbar. Somit setzten die französischen Soldaten die ab 1912 produzierten Gewehre der Polizei und deren Munition ein. Das Bromessigsäureethylester wurde wegen der Knappheit an Brom dann durch Chloraceton ersetzt, was ebenso in Granaten und Geschosse abgefüllt wurde.
Major Max Bauer, Artilleriefachmann und Leiter der „Sektion II für schwere Artillerie, Minenwerfer, Festungen und Munition“ der Obersten Heeresleitung, schlug dann im September 1914 dem preußischen Kriegsminister und Chef des Großen Generalstabs Erich von Falkenhayn vor, eine bei längerer Kriegsdauer zu befürchtende „Sprengstofflücke“ dadurch zu kompensieren, dass man ohnehin bei der Sprengstoffproduktion anfallende Vorprodukte wie etwa Chlorgas als chemische Waffen einsetzen könnte. Dabei dachte Bauer an Geschosse, die „durch eingeschlossene feste, flüssige oder gasförmige Stoffe den Gegner schädigen oder kampfunfähig machen“ sollten. Das war auf deutscher Seite der Einstieg in den Einsatz chemischer Kampfstoffe: Falkenhayn griff die Anregung sofort auf. Er fragte Walther Nernst nach seiner Meinung. Nernst sagte seine Mitarbeit zu und gewann für das Vorhaben außerdem Carl Duisberg, Chemiker, Miteigentümer und Generaldirektor der damaligen Farbenfabriken Friedrich Bayer & Co (FFB) in Leverkusen. Das Kriegsministerium setzte im Oktober 1914 die Nernst-Duisberg-Kommission ein, zu der auch Fritz Haber gehörte. Er sollte von der wissenschaftlichen Seite aus für die Erforschung und Entwicklung chemischer Waffen maßgeblich werden, unterstützt von weiteren Nobelpreisträgern wie Emil Fischer, James Franck, Otto Hahn, Gustav Ludwig Hertz, Max Planck, Johannes Stark und Richard Martin Willstätter.
Bereits im Oktober 1914 wurde auf Grund von Versuchen der Kommission auf dem Schießplatz Meppen bei Köln das „Ni-Geschoss“ entwickelt, das bei der Detonation eine pulverförmige Kombination von Dianisidin-Chlorhydrat und Dianisidinchlorsulfonat (Ni-Mischung) freisetzte, welche Augen und Atemwege reizen sollte und den Tarnnamen „Niespulver“ erhielt. Organisiert durch Duisberg wurden in wenigen Tagen große Stückzahlen dieser Granaten hergestellt und unter der Aufsicht Nernsts schon am 27. Oktober 1914 an der Westfront bei Neuve-Chapelle erstmals im Krieg eingesetzt. Es kam aber zu keiner nennenswerten Beeinträchtigung des Gegners. Ähnlich wirkungslos blieben beim Fronteinsatz am 31. Januar 1915 an der Ostfront nahe Bolimów bei Warschau Granaten, die den flüssigen, langsam verdampfenden Augenreizstoff Xylylbromid enthielten und, da sie auf Forschungen des Chemikers Hans Tappen beruhten, „T-Granaten“ genannt wurden, sowie später Geschosse mit anderen Reizstoffen. Das Verschießen von Reizstoff-Granaten wurde auf Betreiben Nernsts bald ergänzt und abgelöst durch das Verschießen großer mit Reizstoffen gefüllter Trommeln oder Kanister. Er entwickelte hierfür geeignete pneumatisch angetriebene Minenwerfer und überzeugte sich beim ersten Fronteinsatz dieser Waffe am 30. Juli und 1. August 1915 von der Wirkung, indem er gefangene Gegner untersuchte. Das Freilassen von Gas vor Ort hieß Gasblasen und war stark windabhängig. Es wurde im Laufe des Krieges durch Gasschießen ersetzt, wobei langsam fliegende Artilleriegeschosse das Gift zu den gegnerischen Stellungen transportierten.
Fritz Haber propagiert Chlorgas
Haber hatte bereits Ende 1914 vorgeschlagen, aus Druckflaschen das potentiell tödlich wirkende Chlorgas auf die gegnerischen Stellungen abzublasen. Haber drängte auf Chlor, da es sehr giftig und in ausreichenden Mengen verfügbar war. Die BASF konnte so das in hohen Mengen anfallende Chlorgas, welches ein Abfallprodukt war, gewinnbringend verwerten. Die Tagesproduktion an Chlor betrug zu diesem Zeitpunkt bereits 40 Tonnen. Des Weiteren konnte es gefahrlos transportiert werden. Von einigen Offizieren und Chemikern wurde der Gaseinsatz stark in Frage gestellt, allerdings nicht aus ethisch-moralischen Erwägungen heraus. Kritisiert wurde die Windabhängigkeit beim Abblasen und nicht das Abblasen an sich. Da allerdings kein anderes Verfahren der Anwendung an der Front so ausgereift war wie das Blasverfahren, wurde es trotz des an der Westfront vorherrschenden Westwindes eingesetzt. Der bayerische Kronprinz Rupprecht von Bayern gab außerdem (am 1. März 1915) zu bedenken, dass, „wenn es sich als wirksam erweise, der Feind zum gleichen Mittel greifen würde und bei der vorherrschenden westöstlichen Windrichtung zehnmal öfter gegen uns Gas abblasen könne, als wir gegen ihn“. Man ging aber von fehlenden Produktionskapazitäten der Alliierten, insbesondere Frankreichs, aus. Haber notierte nach einem Test des Chlorabblasens:
Dieses Zitat Habers wurde sehr häufig zur Rechtfertigung des Chloreinsatzes benutzt, um zu zeigen, dass Chlor nicht tödlich, sondern nur stark reizend sei und Deutschland somit durch den Einsatz von Giftgas nicht die Haager Konvention verletzt habe.
In einem vermutlich auf Gerüchten basierenden Feldpostbrief des deutschen Majors Karl von Zingler wird behauptet, dass der erste deutsche Chlorgas-Einsatz dieser Art schon vor dem Januar 1915 stattfand: „Rousselare 2. Januar 1915 […] Auf anderen Kriegsschauplätzen ist es ja auch nicht besser und die Wirkung von unserem Chlor soll ja sehr gut gewesen sein. Es sollen 140 englische Offiziere erledigt worden sein. Es ist eine furchtbare Waffe […].“ Für eine derartige Aktion zu diesem frühen Zeitpunkt sind allerdings bislang keine weiteren Bestätigungen greifbar.
Der erste gesicherte Einsatz von Chlorgas erfolgte am 22. April 1915 durch eine Spezialeinheit, bestehend überwiegend aus kriegsfreiwilligen Studenten, in der Zweiten Flandernschlacht bei Ypern und gilt als eigentlicher Beginn des Gaskrieges.
Das Chlorgas wurde unter etwa 7 bar Druck verflüssigt und in 6000 Stahlflaschen zu 40 kg und in 24.000 Stahlflaschen zu 20 kg an die Westfront geliefert. In Abwesenheit von Wasser greift Chlor Eisen nur oberflächlich an. Ab dem 10. März 1915 waren die Randbedingungen für den Einsatz des Gases beim südlichen Ypernbogen getroffen worden, wurden aber wegen technischer Probleme, Feindbeschuss, Reparaturen und Einbaus zusätzlicher Flaschen in den Nordbogen bei Ypern verschoben. Die Vorbereitungen wurden am 11. April 1915 endgültig fertiggestellt. Am 22. April 1915 um 18:00 Uhr konnte das Gas bei Nordostwind abgeblasen werden (Karte des Frontverlaufs). Den Befehl zum Einsatz gab General Berthold Deimling – entgegen dem Rat aller seiner Regimentskommandeure, aber vor Ort technisch unterstützt durch Haber und weitere Wissenschaftler. Deimling (ab 1913 Kommandeur des XV. Armee-Korps) wurde als Schlächter von Ypern bekannt. Seine Truppen ließen bei günstiger Windrichtung 150 Tonnen Chlorgas abblasen. Es bildete sich eine 6 km breite, 600–900 m tiefe Gaswolke, die auf die französischen Truppen zutrieb. Die Folge waren mehr als tausend Mann Verluste auf alliierter Seite und ein Mehrfaches an Schwerverletzten. Deutsche Sturmtruppen, die selbst nur mit Natriumthiosulfat- und Sodalösung getränkten Mullkissen geschützt waren, starteten einen erfolgreichen Angriff. In Deutschland wurde das als „Tag von Ypern“ gefeiert, selbst Lise Meitner gratulierte „zu dem schönen Erfolg“.