1930年石井四郎以日本驻外武官的身份前往欧洲进行细菌武器研究情报的考察,调查中他惊异地发现,所有研究细菌武器的国家都放弃了对鼠疫菌的研究。提到鼠疫,几乎人人色变,似有世界末日来临之感。石井四郎欣喜若狂,确定鼠疫为他所研究的主要课题。踌躇满志的石井四郎回到日本,将拟定的细菌武器研究的详细计划汇报给陆军参谋本部。1931年,陆军省从军费中拨出20万元,在东京陆军军医学校内建起了细菌研究室。这座研究室虽然规模不大,但却是石井四郎罪恶生涯的开始。九一八事变后不久,为了扩大实验范围,并且形成细菌规模生产的条件,1932年石井四郎在陆军参谋本部的支持下,将细菌实验工程转移至中国东北地区,在哈尔滨市南部20公里的平房地区秘密建立了细菌研究中心。
1936年,日本天皇密令日本参谋本部和陆军省,在中国东北建立细菌部队,专门研制生产鼠疫、霍乱、伤寒、副伤寒、炭疽热等细菌。1937年,731部队在哈尔滨成立,负责人是石井四郎。部队全称“关东军防疫给水部”,代号为满洲731部队。