(731부대장 이시이 시로 : 전후 전범으로 처리되지 않고 천수를 누렸다)

생체 실험 (또는 생체 해부)
수용자는 마취없이 생체 실험을 당하였다.
다 양한 질병에 걸린 수용자를 생체 해부하였다. 과학자들은 수용자에 대한 침습적 수술을 하였다. 질병이 인체에 미치는 영향을 보기 위해 장기를 제거하였다. 모두 살아있는 상태에서 시행했다. 왜냐하면 부패 과정은 결과에 영향을 주기 때문이다. 성인 남자, 성인 여자, 어린이, 영아 모두 대상이었다. 경우에 따라서는 노인도 예외가 될 수 없었다.
생체 실험은 임산부에게도 시행되었다. 어떤 때는 의사에 의해 수태되고 그 태아는 꺼내졌다.
출혈의 연구를 위해 수용자의 팔이나 다리를 절단하였다.
절단된 팔이나 다리는 가끔 수용자의 반대편에 다시 봉합되었다.
몇몇 수용자의 팔이나 다리는 얼려져 절단되었다. 어떤 때는 얼렸다가 녹여서 치료받지 않은 괴저 및 부패의 영향을 연구했다.
일부 수용자의 위는 외과적으로 절제되고 식도와 장을 연결하였다.
피부 표본을 얻기 위해 실험 대상의 피부를 산채로 벗겨내었다. 의식은 살아 있는 반 시체상태의 실험자는 소각 처리되었다.

무기시험
보병소총의 성능을 시험하기 위해 수용자를 3개조로 나누고 각각 일렬로 세우는데 이때의 복장은 한조는 팬티만 입은 상태, 또다른 한 조는 평상복, 나머지 한 조는 방한복 차림으로 실시했다.
수류탄을 시험하기 위해 인간 목표물을 다양한 거리의 다른 위치에 세웠다.
인간을 대상으로 화염방사기를 시험하였다.
인간을 말뚝에 묶어 세균방출폭탄, 화학무기, 폭발성 폭탄을 시험하였다.

세균전 공격
수용자에게는 질병을 일으키는 세균이 접종되어 그 효과를 연구했다. 예방접종이라고 위장하였다.
치료받지 않은 성병의 효과를 연구하기 위해, 남녀 수용자에게 일부러 매독, 임질을 강간에 의해 감염시키고 연구하였다.
질병 전파 벼룩을 대량으로 얻기 위하여 수용자에게 벼룩을 감염시키고 세균전의 유용성을 연구하였다.
일부 수용자에게는 전염병이 퍼지는 속도를 측정하기 위해 질병을 일으키는 세균을 만두에 집어넣고 급식시켰다. 당시 수용자에게 지급되는 음식이 만두였기 때문에 아무도 이를 의심하지 않았다.
전 염성 벼룩, 감염된 의류와 물자가 폭탄 안에 포장되어 다양한 목표물에 투하되었다. 이때 이시이 시로 중장이 직접 개발한 도자기 폭탄이 주로 사용되었는데 도자기 폭탄은 폭발력을 고의로 약하게 만들어 안에 내장된 세균이 죽는 것을 최소화했다. 흑사병, 콜레라, 탄저 등 전염병으로 약 40만 명의 중국인이 숨진 것으로 추정된다.

기타 여러 실험
일부 수용자는 질식할 때까지 걸리는 시간을 알아보기 위하여 목을 매달았다.
일부 수용자는 색전이 생기는 시간을 결정하기 위하여 동맥(또는 심장)에 공기가 주입되었다.
일부 수용자는 신장에 말의 소변이 주입되었다.
일부 수용자는 사망할 때까지 걸리는 시간을 결정하기 위하여 물과 음식을 전혀 주지 않았다.
일부 수용자는 사망할 때까지 고압의 방에 놓였다.
일부 수용자는 극저온에 놓이어 동상이 걸리게 하였다. 그런 조건에서 얼마나 생존하는지, 인체 살의 부패와 괴저가 어떤 효과를 일으키는지 알기 위해서였다. 이는 주로 여성 수용자에게 행해졌다.
일부 실험은 온도와 화상, 인간 생존의 관계를 알기 위한 것이었다.
일부 수용자는 원심분리기에 넣어져 사망할 때까지 돌려졌다. 인체 수분 함량 비율을 알기 위해서였다.
동물의 혈액이 일부 수용자에게 주입되어 그 효과가 연구되었다.
일부 수용자를 가스실에 넣어 다양한 종류의 화학 무기를 시험했다.
바닷물이 몇몇 수용자에게 주사되었다. 바닷물이 생리식염수를 대체할 수 있는지 알기 위해서였다.

실험 외적인 살인행각
731부대의 판임관(위관급 장교)과 고등관(영관급 장교 및 기사(의사))들은 실험이 이미 끝났지만 살아있는, 그러나 실험으로 인해 쇠약해지거나 병들어 죽음을 앞둔 수용자들을 원판에 묶은 뒤 원판을 돌리며 그 원판에 단검을 던지는 게임을 했다. 이때 판임관들 사이에서 도박이 행해졌는데 명중되는 부위를 걸고 자신이 선택한 수용자의 신체부위에 단검이 명중되었을 경우 그 간부가 도박에 걸어놓은 돈을 전부 획득했다.

731부대의 군인들은 때때로 아직 실험하지 않은 여성 수용자들을 강간치사하는 경우도 있었다.
731 부대에서는 병사들의 군기를 확립하기 위해 병사들에게 수용자 중에 가장 병약하거나 가장 저항이 심한 수용자를 실험재료로 사용하기 전에 육모방망이로 때려서 숨지게 하도록 강요했다. 이는 수용자를 인간으로 인식한 일본군 병사가 수용자를 탈출시켜 주는 것과 석방을 요구하는 것을 미연에 방지하기 위한 조치이다.