石井四郎有着把细菌转用于武器的这种恶魔的想法，并产生了在日本完成细菌战战术的野心。其契机是1930年春天赴欧洲的视察旅行。
虽说这次是视察，其实后来据石井四郎自己讲，是一次同驻各国日本大使馆、领事馆保持着联系的秘密侦察，也就是说，是一次军事间谍旅行。派石井四郎到欧洲去的是当时陆军省的一个课长永田铁山大佐。

1931年秋，石井四郎结束对欧洲各国的“间谍旅行”回到日本。在他回国前的9月，在关东军的策划下，发生了柳条湖事件。
石井四郎一边旁观着日中战争扩大，一边为了报告在欧洲一年半的视察成果，前往陆军省访问了永田课长。据说，当时，石井报告说，欧洲列强尤其是纳粹德国都在进行把细菌转用为武器的尝试，主张“日本如果不立即开始进行基础研究，那就赶不上马车了”。

石井四郎回国后不久，便开始在陆军第一医院工作，并晋升为三等军医正，兼任陆军兵工总厂的工作，又是陆军军医学校的教官。
据认为，石井四郎从这时起开始着手进行细菌的毒性研究，并非单纯的细菌毒性研究。石井四郎成了
设置于东京新宿区若松町的陆军军医学校内的陆军防疫研究室的负责人。
原陆军防疫研究所的有关人员这样说道：“在军医学校任教官时代，石井就使用助手进行过活体实验，几个当过石井的助手从事细菌研究的人都因为细菌感染而死...在许多急性传染病中，石井最关心的是鼠疫。这些助手们死亡是由于何种细菌感染而造成的，至今尚未弄清，估计可能是鼠疫。”

石井四郎在前往欧洲列强国家旅行的过程中发现，包括德国在内，各国像事先约定过似的，都把鼠疫菌排除在细菌战用的“武器”之外。
欧洲各国为什么从一开始就把鼠疫菌排除在“武器”之外呢？因为他们过去曾经有过一个笼罩欧洲大陆的悲惨历史经验。
14世纪中期，鼠疫在欧洲大陆蔓延，而且来势凶猛。当时拥有一亿人口的欧洲大陆，约有四分之一的生命被鼠疫夺走。由此可以看出它是多么凶猛了。当时的鼠疫袭击的地区，南至西班牙、希腊、意大利、整个巴尔干半岛、英国、法国、德国，北至荷兰、丹麦、挪威、瑞典，东至俄国的部分地区，大约有2500万人丧命。
石井四郎在访问欧洲各国的过程中，听到过许多关于鼠疫的恐怖传说。他似乎把各国都不研究的鼠疫菌，反而看做是“日本应独自研究的最好的细菌”。

永田铁山自始至终支持石井四郎提出的“要进行日本独自的细菌战研究”这一主张。...永田铁山于1935年8月12日在陆军省军务局长室里被相泽中佐刺杀身亡。这一事件被认为是皇道派对陆军统制派总帅永田的“天诛”。
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1945年5月，再次担任731部队长的石井四郎把部队干部召集在一起，下达了著名的“增产训令”，他说：“日苏开战势在必行，...从今天起，集中731部队全部力量，突击增产细菌、跳蚤和老鼠。”他激励大家说，实验阶段业已结束，今后要以实施细菌战为目标，坚持增产下去。
731部队已经研制成功了干燥保存鼠疫菌技术，甚至连毒性比一般鼠疫高60倍的变性菌也已生产出来。鼠疫菌的雾化技术也取得了很大的进展，陶器炸弹也已经完成，尤其是大量繁殖了“具有很强生存力”的老鼠和一种“有着有效吸血能力”的跳蚤。

“5月10日还下达命令说，要在今后两个月内以鼠疫菌为主，大量生产投入井里和蓄水池里用的伤寒菌、霍乱菌和污染河流、牧场用的炭疽菌。....在细菌制造厂增加了人员，24小时日夜进行生产....结果，仅鼠疫菌就制造了近20公斤.....包括贮备的细菌和干燥菌在内，估计可能达到100公斤”，这是原部队人员做出的证词。
731部队在战争结束前夕，作为“可以使用”而保存着的各种细菌，数量是非常可观的，“如果用理想的办法全部把它撒布开来的话，地球上的人类就会全部死光”。(原部队人员语)

上级机关下达了“增产300万只”老鼠的命令。为了捕捉老鼠，组织了“特别攻击队”，部队人员把大量捕鼠器装在卡车上，在哈尔滨和新京市内到处转来转去，动员居民、中学生、女学生们大捉老鼠。
731部队的各支队自不待言，无论办公室或宿舍，都围起了不到一米高的木板围墙，甚至派上守夜的人，疯狂地进行老鼠增产活动。
鼠疫跳蚤的增产指标，定为“300公斤”（约十亿只）。共有4500个跳蚤饲养器，据说仅在几天内就确保生产了一亿只跳蚤。
“10亿只马上就能使用的活蹦乱跳的跳蚤，是一个很严重的问题...他们深知在这些跳蚤中撒上鼠疫菌，然后都放到苏军中去，放到苏联的城市中去.....那将会造成怎样严重的后果啊....”原部队人员回忆说道。

但是，席卷731部队的“增产细菌、老鼠、跳蚤狂想曲”，至1945年8月9日宣告结束。
8月9日拂晓，苏军宣布开始对日作战。

——【日】森村诚一，《恶魔的饱食》