Thế chiến I là cuộc chiến tranh đầu tiên mà khí độc được con người sử dụng trên quy diện rộng. Trong cuộc chiến này, vào tháng 10/1914, quân Đức đã bằn đạn pháo gắn hộp hơi cay vào đối phương ở Neuve Chapelle, Pháp, nhưng không mấy hiệu quả.
Vào tháng 1/1915, quân Đức đã bắn đạn pháo chứa xylyl bromide, một loại khí độc hơn, vào quân Nga tại Bolimov ở mặt trận phía Đông. Do phần lớn khí gas bị đóng băng do giá lạnh, nhưng hơn 1.000 người phía quân Nga đã bị thiệt mạng do loại vũ khí mới.
Ở hai cuộc tấn công trên, khí độc chỉ được dùng trên quy mô hạn chế. Phải đến ngày 22/4/1915, người Đức mới thực hiện cuộc chiến tranh khí độc toàn diện ở trận Ypres II trên đất Bỉ.
Cuộc tấn công bắt đầu bằng các cuộc bắn phá bằng pháo thông thường. Khi màn pháo kích chấm dứt, lực lượng phòng thủ quân Liên minh đã chờ đợi đợt tấn công đầu tiên của quân Đức.
Nhưng thay vì xua quân tiến lên, người Đức đã xả hơn 150 tấn khí clo về phía hai sư đoàn Pháp - Algeria. Theo hướng gió, lượng khí độc này tràn xuống các chiến hào, gây ra sự hoảng loạn trong hàng ngũ đối phương.
Không được bạo vệ trước cuộc tấn công bằng khí độc, quân Pháp - Algeria trên bốn dặm tiền tuyến chết như ngả rạ. Phòng tuyến của lực lượng Liên minh tại Ypres hầu như đã bị phá vỡ.
Nhưng quân Đức, có lẽ lo sợ ảnh hưởng của khí clo, đã không tận dụng được toàn bộ lợi thế để tiến quân, và quân Liên minh vẫn bảo vệ được hầu hết các vị trí của mình.
Ngay sau vụ tấn công bằng khí độc của Đức tại Ypres, các quốc gia chính tham gia Thế chiến I bắt đầu phát triển vũ khí hóa học và mặt nạ phòng độc của riêng mình. Cuộc chạy đua chiến tranh khí độc đã chính thức được khởi động.
