Vũ khí hóa học đã được sử dụng từ cách đây 1.700 năm

Trong văn học phương Tây, một trong những tác phẩm đầu tiên đề cập đến việc sử dụng vũ khí hóa học là thần thoại Hy Lạp về Hercules, trong đó người anh hùng nhúng mũi tên của mình vào máu của Hydra để làm cho mũi tên trở nên độc hại. Trong sử thi Iliad và Odyssey thì Homer nhắc đến những mũi tên tẩm độc.

Các nền văn minh cổ đại phương Đông cũng có các ghi chép về việc sử dụng vũ khí hóa học. Ví dụ, ở Ấn Độ, việc sử dụng chất độc trong chiến tranh được tìm thấy trong cả hai sử thi Mahabharata và Ramayana. Hơn nữa, có thể tìm thấy công thức chế tạo vũ khí độc ở Arthashastra của Kautilya, một luận thuyết tiếng Phạn cổ về thủ công mỹ nghệ Ấn Độ có từ thời Mauryan (từ năm 321 đến 185 TCN).

Ở Trung Quốc, có tác phẩm mô tả binh lính tạo ra khói độc bằng cách đốt mù tạt hoặc các loại cây cỏđộc khác, sau đó dùng ống bơm khói vào các đường hầm do đối thủ đào để đột nhập vào thành phố.

Quay trở lại thế giới phương Tây, việc sử dụng khói độc có thể bắt nguồn từ Chiến tranh Peloponnesian, diễn ra vào thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên. Trong một trong những trận chiến giữa người Sparta và người Athen, người Sparta đã đốt hỗn hợp gỗ và lưu huỳnh dưới các bức tường thành Athen, với mục đích dùng khói độc để vô hiệu hóa quân phòng thủ, khiến cho họ không thể chống lại cuộc tấn công của người Sparta.

Các ghi chép lịch sử cho thấy vào năm 189 trước Công nguyên, người Hy Lạp đã đốt lông gà ở đầu các đường hầm do quân xâm lược La Mã đào để đầu độc quân xâm lược, thậm chí dùng ống thổi để đẩy khói độc vào.

Ở Trung Đông, việc sử dụng các đám cháy hóa dầu có vẻ như khá phổ biến trong chiến tranh cổ đại.

Bằng chứng về việc người cổ đại sử dụng vũ khí hóa học chủ yếu nằm trong các tài liệu sử học, văn học hoặc các ghi chép còn sót lại đến nay. Ngoài ra, còn có các bằng chứng khảo cổ, chẳng hạn như ở Dura-Europostrên bờ sông Euphrates, Syria,từng là thành trì của đế chế La Mãcho đến khi rơi vào tay người Sassani (vương triều Ba Tư khi đó) vào khoảng giữa thế kỷ thứ 3 sau Công nguyên.

Không có tài liệu nào ghi lại trận chiến cuối cùng giữa binh lính La Mã và Sassani ở Dura-Europos, nhưng khảo cổ học cung cấp manh mối về những gì đã xảy ra. Các nhà khảo cổ Pháp và Mỹ khai quật Dura-Europos trong những năm 1920 và 1930. Một trong những đặc điểm chính của địa hình khu vực là các đường hầm, một do người Ba Tư đào và một khác do người La Mã đào nhằm phản công đường hầm Ba Tư. Các nhà khảo cổ tìm thấy 19 thi thể binh sĩ La Mã nằm chồng chất và 1 thi thể binh sĩ Sassanian trong các đường hầm.

Giả thuyết ban đầu là một trận chiến ác liệt xảy ra trong đường hầm, và binh lính Sassanian đã đẩy lùi được quân phòng thủ La Mã. Sau trận chiến, binh lính Sassanian phá hủy đường hầm phản công bằng cách đốt, bằng chứng là các tinh thể lưu huỳnh và bitum (các sản phẩm có thể xuất hiện từ quá trình đốt cháy) còn lại trong đường hầm.

Tuy nhiên, giả thuyết này có một vài điểm bất hợp lý. Thứ nhất, các đường hầm quá hẹp, rất khó diễn ra các cuộc giao tranh trực tiếp giữa hai bên. Thứ hai, các thi thể La Mã được xếp thành một đống, cho thấy đây không phải vị trí các binh lính La Mã thiệt mạng ban đầu ngay sau cuộc giao tranh. Đến năm 2009, sau khi phân tích lại các bằng chứng, các nhà khảo cổ đưa ra giả thuyết mới về các sự kiện đã xảy ra trong trận chiến cuối cùng này.

Nhà khảo cổ học Simon James tại Đại học Leicester đưa ra giả thuyết rằng binh lính Sassanian đã sử dụng khí độc để tiêu diệt quân phòng thủ La Mã đang di chuyển trong đường hầm. Khi lưu huỳnh và bitum được ném vào lửa, hai chất này trở thành khí axit sulfuric gây ngạt thở. Binh lính Sassanian đốt lửa ở đầu hầm của mình, và binh lính La Mã đi theo đường hầm phản công dẫn vào hầm của binh lính Sassanian, đã chết vì ngạt thở. Người lính Sassanian đơn độc có thể là người đốt lửa và cũng đã chết vì khí độc. Sau khi đường hầm không còn quân lính, người Sassanians xếp các thi thể người La Mã thành đống như một bức tường chắn và tiếp tục kế hoạch đào sập tường thành.

Các phát hiện khảo cổ học tại Dura-Europos tiết lộ rằng chiến tranh hóa học thực sự đã được sử dụng từ thời cổ đại, và cung cấp bằng chứng vật lý đầu tiên về loại hình vũ khí này, thay vì chỉ dựa trên các tài liệu như trước đây. Nhưng vẫn chưa rõ vũ khí hóa học có được sử dụng thường xuyên và phổ biến không, hay chỉ duy nhất ở Dura-Europos? Có lẽ cần nhiều bằng chứng khảo cổ hơn trong tương lai để trả lời.

Ý tưởng sử dụng vũ khí hóa học tiếp tục phát triển và để lại nhiều dấu ấn rõ ràng hơn theo thời gian. Nhà sử học David Hume kể lại rằng vào triều đại của Vua Henry III (1216 - 1272), hải quân Anh đã đánh bại một hạm đội xâm lược của Pháp bằng súng phun vôi, làm mù mắt kẻ thù.

Vào thế kỷ 15, Leonardo da Vinci đã đề xuất việc sử dụng một hỗn hợp bột kết hợp sulfide, asen và verdigris để gây ra ngạt thở. Nhưng đến nay vẫn chưa rõ liệu vũ khí này có thực sự được sử dụng trong chiến tranh hay không.

Năm 1672, Giáo phận Công giáo La Mã Münster đã sử dụng vũ khí hóa học nguy hiểm chết người trong cuộc vây hãm thành phố Groningen của Hà Lan. Cụ thể là các thùng thuốc nổ chứa đầy Deathly Nightshade, một loại cây thân thảo giải phóng khói độc khi đốt.

Tuy nhiên, phải đến thời kỳ Công nghiệp vào thế kỷ 19, khái niệm hiện đại về "chiến tranh hóa học" mới xuất hiện, cùng với sự phát triển của lĩnh vực hóa học. Chính từ thời điểm này trở đi, nhiều loại vũ khí hóa học chuyên dụng đã được phát triển để gây thương tích và tử vong hàng loạt.