Для поражения противника японцы сначала применяли бактериальные агенты в виде бульонных культур, или суспензии бактерий, смытых с поверхности плотной питательной среды. Однако даже приготовленные таким образом бактерии, оказалось, практически невозможно использовать в целях биологической войны. Гибель бактерий чумы в процессе хранения и рассеивания, а также невозможность применения способа распространения бактерий в виде мельчайших капелек (аэрозоля) в условиях противодействия ПВО противника вынудили Исии искать какую-то оболочку либо носитель, способные доставлять возбудитель чумы в организм человека живым и не потерявшим вирулентность. В конечном итоге своих поисков он остановился на блохах.
К 1940 г. в отряде было разработано и испытано в полевых условиях девять типов авиабомб, предназначенных для рассеивания бактерий. Основной среди них стала керамическая бомба, взрывающаяся с помощью запального шнура.
С 1939 г. и до лета 1945 г., то есть почти до самого окончания войны, на полигоне близ станции Аньда проводились многочисленные эксперименты по применению керамических бомб, начиненных чумными блохами. Один из бывших служащих отряда рассказал следующую подробность: "Не всегда рассеивали зараженных блох. Это было опасно для находившихся на станции Аньда служащих отряда. Поэтому некоторые опыты проводились с условно зараженными блохами... Для того чтобы насекомые добрались до "бревен" и начали сосать их кровь, требовалось четыре-пять часов. "Бревна", видя, как несметное количество блох сначала впивается им в ноги, а затем распространяется по всему телу, и, думая, что блохи заражены чумой, отчаянно бились и кричали, но поскольку их руки и ноги были привязаны к столбам, они ничего сделать не могли. В каждой бомбе находилось около 30 тысяч блох". Все эти эксперименты фиксировались на кинопленку.
Самое же большое недоумение у Исии вызвала неудача опытов по распылению бактерий в виде "дождевого облака". Пытаясь инфицировать подопытных людей с его помощью, специалисты отряда №731 столкнулись с техническими трудностями, которые они так и не смогли преодолеть. По словам бывшего сотрудника отряда, на полигоне близ станции Аньда они расстилали белые полотнища, затем распыляли с самолета водную суспензию из двадцати тысяч яичных желтков, чтобы выяснить, как будет распределяться по поверхности земли распыляемый материал. Однако метод поражения людей с помощью бактериального аэрозоля остался ими не отработан.
Представление японских военных о роли биологического оружия в войне. Имея большой практический опыт бактериологических диверсий, Исии стремился отказаться от традиционного со времен Первой мировой войны, но малоэффективного способа ведения бактериологической войны, заключавшегося в засылке на территорию противника небольших диверсионных групп. Он считал, что бактериологическое оружие должно играть важную роль в современных стратегических операциях, и убедил в этом японское командование.
Начальник оперативно-стратегического отдела штаба Квантунской армии, допрошенный 7 декабря 1949 г. как свидетель, показал следующее
"Вопрос. Скажите, каким образом предполагалось применение бактериологического оружия Квантунской армией против Советского Союза?
Ответ. Применение бактериологического оружия против Советского Союза должно было быть в соответствии с указаниями Генерального штаба. В оперативные планы применение бактериологического оружия против Советского Союза не включалось, так как применение смертоносных бактерий являлось только одним из видов оружия, предназначенного для осуществления уже имевшихся оперативных планов. Однако эти вопросы обсуждались в соответствующих отделах штаба. Так, лично я по оперативному отделу после соответствующего изучения этого вопроса представил свои соображения о способах применения бактериологического оружия против СССР начальнику штаба Касахара Юкио. Я доложил Касахара о том, что в случае возникновения с Советским Союзом военных действий бактериологическое оружие должно быть применено с помощью авиации. В частности, я доложил Касахара о том, что на случай войны с Советским Союзом бактериологическое оружие должно быть применено в районе городов Ворошилова (Уссурийск), Хабаровска, Благовещенска и Читы, т.е. в тыловых районах Советского Союза.