Впервые англичане применили хлор в битве при Лоосе 25 сентября 1915 года, но эта попытка обернулась против самих англичан. Ветер в тот день был переменчив – газ перенёсся на небольшое расстояние и остался между позициями противников, а в отдельных местах был отнесён обратно к британским позициям.
Сразу после первых применений стало очевидно, что те, кто не сидел в траншее, а находился на каком-либо возвышении, получали меньшие отравления. Уже после первых применений хлора против него стали использовать средства защиты. Хлор имеет специфический запах и яркий зелёный цвет, что делает его достаточно легко обнаруживаемым. Газ хорошо растворим в воде, поэтому самым простым и эффективным способом защиты от него было прикрывание лица влажной тканью. Считалось также, что эффективно использование мочи вместо воды.
Недостатки хлора, как химоружия, были преодолены с началом использования фосгена, который был впервые применён Францией в 1915 году. Бесцветный газ со слабым запахом заплесневелого сена, фосген, было труднее обнаружить, чем хлор, что сделало его более эффективным оружием. Фосген использовался в чистом виде, но чаще в смеси с хлором – для увеличения мобильности более тяжёлого фосгена. Союзники называли эту смесь «Белая звезда», так как снаряды с этой смесью имели соответствующую маркировку. Фосген, как боевой газ, превосходил хлор и большей токсичностью (кстати, до сих пор для него не найдено антидота). Потенциальным недостатком фосгена было то, что симптомы отравления иногда наступали лишь через 24 часа после вдыхания. Это давало возможность отравленным солдатам некоторое время продолжать боевые действия.
31 мая немцы повторили газовую атаку на восточном фронте – против русских войск. Это произошло в Польше у города Болимова. На фронте 12 км из 12 тысяч баллонов было выпущено 264 тонны смеси хлора со значительно более ядовитым фосгеном). Русское командование знало о том, что произошло при Ипре, и тем не менее русские солдаты не имели никаких средств защиты! При этом почти сразу же погибло 1183 человека.
6 августа на германских позициях под крепостью Осовец было развёрнуто 30 газобаллонных батарей, которые в 4 часа утра, дождавшись попутного ветра, начали выпуск хлора. Газ в итоге проник на общую глубину до 20 км, сохраняя поражающее действие на глубину до 12 км и до 12 метров по высоте. Вслед за газовой атакой начался обстрел со стороны германской артиллерии, причём часть снарядов также имела химический заряд. За этим началось наступление германской пехоты, в котором участвовало в общей сложности до 7000 человек. Немцы с лёгкостью заняли две первых линии обороны, которые совершенно обезлюдели, и продвигались дальше. Однако на ряде участков пехота столь рьяно устремилась вперёд, что на полном ходу забежала в облако газов, предназначавшихся для русских. В результате из строя выбыли несколько сотен немецких солдат. Несмотря на это атака продолжалась. Нависла угроза рассечения всей русской обороны и последующего неизбежного падения крепости. Комендант крепости генерал-лейтенант Николай Бржозовский отдал приказ контратаковать противника в штыки. Контратаку возглавил ротный командир подпоручик Владимир Котлинский. Вместе с остатками своей роты и ещё 3-х рот он повёл за собой бойцов, наименее пострадавших от газа. Это было ужасающее зрелище: в штыковую атаку шли люди с химическими ожогами, с лицами земляного цвета, обмотанные тряпками (единственное русское средство защиты от газа), и вместо криков «ура» издающие страшные, нечеловеческие хрипы (атака «мертвецов»). Несколько десятков оставшихся в живых русских солдат обратили в бегство германскую пехоту. В ходе боя за первую и вторую линии укреплений был смертельно ранен подпоручик Котлинский. Несмотря на это, к восьми часам немецкий прорыв был ликвидирован полностью. Из строя гарнизона крепости выбыло более 1600 человек. Защитниками крепости были приняты все рекомендованные для противодействия газу меры: противогазовые повязки, распылители, зажигание соломы и пакли впереди, мелкие водяные канавки. Однако эти меры оказались не очень эффективными. В значительной степени спасло гарнизон от громадных потерь то, что утро 6 августа было холодное, туманное и сырое, сильно росистое, и газу пришлось пройти частично над мокрым болотом, рекой и водными рвами, что сильно ослабило силу газовой атаки.
С середины 1916 г. воюющие стороны начали широко применять БОВ с артиллерийскими средствами. Это позволило резко сократить сроки подготовки химического нападения, сделало его менее зависимым от метеорологических условий и дало возможность применять БОВ в любых агрегатных состояниях: в виде газов, жидкостей, твердых веществ. Кроме того, появилась возможность поражать тылы противника.