除了幾個在中東的小規模且狀態不明朗的生化武器攻擊案例外，兩伊戰爭是人類最近一次在戰爭中大量使用生化武器的案例，這裡就簡單說明兩伊戰爭中提供的生化武器主要運用案例與經驗教訓。
兩伊戰爭開打後，伊拉克發現伊朗並沒有如戰前設想的那樣因內部動亂而迅速崩潰，反而有相當堅決的抵抗。1981年1月起，戰線就陷入了僵持狀態，雖然伊朗的西方裝備正因為戰損且無法得到補充與原廠後勤支援而逐漸難以活動，不過由於伊朗的人口基數遠大於伊拉克(4500萬比1500萬)，因此之後伊朗開始嘗試用宗教洗腦極低武裝和訓練的動員兵進行人海壓制戰術。而伊拉克軍也缺乏應對這種戰術需要的素質與意志，這時伊拉克高層自然就希望能有更廉價但有效的殺敵手段。
伊拉克很早就開始研究生化武器，自80年代中期開始具備較完整自製能力，包含芥子、沙林、塔崩，可能也有VX，他們一度宣稱自有的神經與糜爛性毒劑總儲備量已經達到4000噸。然而，很難說這些生化武器具備足夠戰術或戰略意義，因為許多生化武器的純度不足，也缺乏高效的投射手段。而且生化武器本身也不向核彈那種一顆就能毀天滅地的等級，殺傷效果需要靠足夠的濃度與純度實現，正常來說需要14噸的液態塔崩或2噸物化塔崩，或半噸沙林才能有效在一平方公里區域實現飽和，因此伊拉克並不能單靠現有生化武器儲備量直接摧毀伊朗軍，只是戰局的惡化讓他們必須在得到這個能力前先動用。
早在1982年，伊拉克便曾經在戰場上使用CS氣體對付伊朗軍，這種廣泛用於鎮暴的氣體難以致命卻可迫使敵軍穿上防禦設備，減低效率並打亂陣行，且對於缺乏經驗與訓練的伊朗軍有時會有很大心理效果，因為很容易被誤認為伊拉克使用生化武器。根據當前比較具公信力的說法，伊拉克首次動用生化武器是在1983年8月的Val Fajr 2行動，之後是在同年10月伊朗於Panjwin發動的攻勢，兩次行動都有較可靠的證據:4名遭到芥子氣攻擊的伊朗軍士兵分別送到維也納與斯德哥爾摩治療，但均治療無效而死。
然而這些嘗試暴露出伊拉克軍隊生化武器特性與運用的陌生，比如1983年伊拉克軍在Kordeman山區使用芥子氣，但高處的伊朗軍未受太大影響(芥子氣較重)，而且伊拉克也沒有善用風向或氣流等天然條件的配合，風向改變後反而讓低處的伊拉克軍和裝備暴露在芥子氣之中。同時生化武器的數量和投射手段也比較有限，CIA的報告指出在早期的幾場投入生化武器的戰鬥中，一次通常只投入數百至1000發裝載芥子氣的砲彈，僅足以殺傷數千人(比如1984年2月在Hawizah沼澤西岸的戰鬥中約為2500人因生化武器死傷)，且在天氣條件不合適時會更低，比如1984年3月伊拉克試圖奪回Majnoon島的戰鬥中，伊朗媒體報導指出當時戰場的強風吹散多數芥子氣，因芥子氣死亡人數約400人。
不過他們也在早期的錯誤中學習並改進戰術，1984年初，在Khaybar I戰役期間，為了奪回至關重要的石油工業設備，在多次不順暢的攻勢後伊拉克使用了塔崩，成為史上第一個實戰使用神經毒氣的國家；然而雖然造成伊朗不小的人員傷亡，但伊朗有較充分的防毒面具、阿托品注射器與防護服，因此塔崩仍舊不足以直接逼走伊朗軍。
1984年起，伊拉克生化武器運用更加成熟，且可配合傳統部隊進行更精密的運用，而新生產設施的建立也讓生化武器產能大幅提升，1988年時，CIA估計伊拉克生化武器產能已經達到每個月60噸的芥子氣，塔崩和沙林則為每月6噸。1984年2月的Khaybar I行動，伊拉克軍面對伊朗新一輪的人海攻勢，他們在敵軍部隊後方投放芥子氣，藉此孤立那些進攻部隊，隨後伊拉克進行反攻並輕鬆戰勝那些無法得到彈藥與物資補給的伊朗軍。同時也不斷在伊朗軍集結區或整備區投放生化武器，有效削弱伊朗軍組織、控制與士氣，特別是那些訓練與防護用具都更缺乏的後方支援單位。
然而，伊拉克生化武器產能長期以來都不足以滿足前線需求；而產能又極大程度的受限於那些仰賴從外國公司進口的原料，禁運措施以及各國民間與媒體對於生化武器的反感雖然不足以阻止伊拉克透過偽裝名義、空殼公司與友好阿拉伯企業等渠道進口這些原料，但還是限制了數量，且CIA估計這種對於外國進口的依賴直到1987年底都還未，且未來幾年都不會被擺脫。而且生化武器是複雜嚴謹的化學工程與技術實踐，其生產與提純設施的建造高度仰賴外國相關企業的同時，也頗為昂貴且耗時。
不過，相較於幾乎完全靠進口的傳統高科技複雜軍事裝備，僅生產線購置較為昂貴，且之後只需足夠原料就可實現自產的生化武器對於伊拉克來說仍舊有成本的優勢。CIA根據美國陸軍自己對於同樣設備的成本評估反推，認為伊拉克在生化武器項目的耗資約為2億美元，不但只有核項目的一半，國內軍事工業投資的1/5，甚至只是1983年從蘇聯進口武器總花費的1/6。
伊拉克生化武器在進攻時的作用主要是防守，以及軟化敵軍防線防禦。簡單來說就是看準風向然後施放，等30分鐘到一小時後再讓那些配備防護衣和防毒面具的部隊進攻。除此之外，1988年4月伊拉克也曾經對供應伊朗大量糧食的法奧半島投放化學砲彈
根據日後美國的調查，伊拉克的生化武器投射手段主要是砲兵或空投，以122毫米多管火箭為例，一套40發的發射器一輪齊射共可投射120-240公斤的生化武器毒劑。後期軍機與彈道飛彈也加入投放行列，軍機佈署生化武器的方式不限於炸彈或火箭，也可使用噴霧設備攻擊那些目標更集中的區域。一名伊拉克米格23飛行員表示他們會在3000-4000米高度投放，可在彈坑的100米半徑內偵測到芥子氣。而隨著戰爭進展，投放高度逐漸變低以求更高精度。
早期生化武器被視為一種戰略級手段，控制與使用權限掌握在伊拉克高層(且可能只有海珊一人)，主要考量可能是需要嚴謹的政治與保密評估，確保生化武器使用的事時不會被外界發現，進而影響生化武器原料進口；但在1986年起，控制權開始下放到軍級，被視為一種達成戰術目標的重要手段，以及常規武器的補充措施。
除了傳統生化武器外，伊拉克也具備有限的改良能力，一些報告指出伊拉克使用一種名為塵埃芥子(dusty mustard)的改良型芥子氣，傳統芥子氣通常可保持32-36小時的活性(取決當地環境條件)，但需要4-6小時才能有效腐蝕人體組織。而塵埃芥子的特色是它主要是把芥子附著在固態微小顆粒上，這些顆粒組成的雲霧如果被吸入受害者肺部，可在10-15分鐘內腐蝕肺部。這樣一來可大幅提升生化武器的戰術效用，因為可有效縮短受影響士兵在其傷害體現前的可作戰時間。
除了對外，日漸加劇的國內庫德族反抗活動也讓伊拉克開始投入生化武器鎮壓。1987-88年有資料指出伊拉克多次動用生化武器鎮壓庫德族居住區，生化武器被認為是在崎嶇破碎的地形鎮壓庫德族的同時又不會過度消耗伊拉克軍人力的理想手段。
隨著伊拉克的生化武器使用手段日漸成熟，他們有時確實可以依靠生化武器在特定地區實現戰術優勢，並造成伊朗較為嚴重的人員傷亡，比如1983年伊朗在Panjwin攻勢的受阻，生化武器就起到重大作用；而在Al Faw戰役中，多達2-3成的伊朗軍人員傷亡是來自生化武器(雖然當地的潮濕泥濘多少減低了生化武器效力)。但即使如此，由於生化武器數量、質量與使用能力的限制，以及生化武器本身的侷限性，加上伊朗的單兵防禦能力與訓練也日漸強化，已經能滿足生化條件下作戰的能力，因此生化武器仍舊無法實現作為戰略級武器的要求:把兩伊戰爭導向一個對伊拉克有利的結果。
不過也並不是說生化武器對於有著充分裝備與訓練準備的部隊必然無效或低效。生化武器的其中一個問題在於多樣性，無論偵測設備或解毒手段，可能對其中幾種類型有效，但都不會是對所有類型都管用的，CIA在1988年的報告中就指出當時北約的生化防護手段可能不足以完全應對，比如當時配發的阿托品解毒劑對沙林與VX效果可以確定，但對塔崩可能不是那麼管用；甚至所有已經配發的化學警報設備與檢測試紙都對氮芥類物質（Nitrogen mustards）不會起任何反應。同時北約標準防護服也對直徑小於5微米的芥子粉塵無效。
另外兩伊戰爭的經驗也證實，即使配發足夠數量的防護服與解毒劑，士兵也需要具備足夠的素質，甚至是服容，以確保這些設備發揮作用。CIA也在其報告中指出伊朗軍有時會因為穿戴速度不夠快(可能受限環境與訓練不足，報告指出1982年以前伊朗正規軍很少，且可能完全沒有生化作戰訓練)，對生化武器缺乏認知以至於反應太晚且後續處置不當；甚至因為留著長鬍鬚的習慣，導致防毒面具不能正確密合，因此遭受慘重損失；而後續也有很多傷患因為超出負荷的醫療體系，也缺乏足夠數量與種類的解毒劑，而未能及時得到正確的醫療處置(根據CIA報告，可能有多達8成伊朗生化武器傷患死於後送救治過程)。
也因為生化武器對人體殺傷效果的廣泛與特殊，一旦因為缺乏對應而造成大量受影響傷患時，對國家醫療體系往往會是驚人的挑戰。生化武器具備有限傳播能力，因此傷患需要特殊處置與一定程度的隔離，然而對於戰地醫療來說往往缺乏進行甄別的能力與時間，這可能導致後續處置時時間的浪費，甚至對醫護人員的傷害。在兩伊戰爭中幾次生化武器造成的大量傷亡時，伊朗必須全面動員全國醫療設施並把大量傷患分散到全國各地，而各大城市醫療機構雖然可分擔大量傷患，但會使其過度負荷以至於無法滿足城市自身醫療需求，為此伊朗必須在體育場(如德黑蘭Azadi體育場)等地設置臨時醫療場所；而在這過程中收治大量生化武器傷患的德黑蘭Shahriar醫院，就有多名醫生與護士遭到傷患身上的生化武器殘留物汙染。
而伊朗方面，雖然也開始開發自己的生化武器，但由於起步更晚且更難向伊拉克那樣得到外國技術與原料支援(並非不行，只是難度更大且質量可能更為受限)，CIA認為伊朗雖然在1987年時已經具備有限的芥子等生化武器生產能力，當年產量可能已達100噸，但還未能量產神經毒劑，同時現有生化武器儲備量與產能不足(純度則未知)。可能基於以上因素，伊朗在兩伊戰爭中並沒有在戰場上投入生化武器的可靠證據。
圖為2004年發現的152毫米2元沙林毒氣彈，這種砲彈較為罕見而未被美軍識別手冊收錄，當時發現這枚砲彈的美軍未爆彈處理人員因此以為是常規砲彈而準備帶回基地處理，結果在運輸過程中多人被洩漏的沙林毒傷，所幸劑量不大而不致死。
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