美國當局為了挽救在戰場上的不利局面，增加對朝中方面的壓力，以影響停戰談判，並為了試驗其細菌武器的性能，於1952年初違反國際公法，不顧人道主義，在繼續實施「絞殺戰」的同時，在朝鮮北方及中國的部分地區實施了大規模的細菌戰。美國為了掩蓋罪行，其細菌戰是在秘密狀態下進行的。
沃克·麥·馬胡林，1951年10月以前曾在美國空軍部長辦公室任職，後任美侵朝第5航空隊上校大隊長，1953年5月13日被擊落俘虜；小安德烈·傑·愛文斯，1952年11月前曾在美國空軍參謀長辦公室任職，後任美侵朝第5航空隊上校副聯隊長，1953年3月26日被擊落俘虜。他們在美空軍部長辦公室或空軍參謀長辦公室任職期間，均接觸過有關美軍在朝鮮實施細菌戰的一些內幕情況，並都在朝鮮執行過細菌戰任務。據他們被俘後的供述，早在1950年12月，美軍在遭到中國人民志願軍第二次戰役的打擊，從清川江向三八線撤退時，美國參謀長聯席會議就希望用細菌武器挽救朝鮮戰場上的敗局。參謀長聯席會議的主要成員，都認為細菌武器有效而便宜，應加以發展，並批准了在朝鮮使用細菌武器的準備工作計畫，限令1951年底以前完成準備。1951年冬，參謀長聯席會議決定在朝鮮實施細菌戰。
馬胡林在其1953年8月10日的供詞中說：1950年11月，我奉我的上級空軍部長辦公室副主任蒂爾的指示，參觀了馬里蘭州佛里德里克的狄特里克兵營，空軍方面正在這裡試驗用飛機攜帶及投擲細菌武器的最好方法。蒂爾告訴我，高級軍事領袖們，如參謀長聯席會議主席布萊德雷將軍、陸軍參謀長柯林斯將軍、空軍參謀長范登堡將軍、海軍作戰部長謝爾曼將軍，都認為細菌武器既有效，又便宜，故應該加以發展，使這種武器在戰爭中佔有一定的地位。1951年10月的最後一個星期，掌管空軍作戰部的薩韋爾少將召見我，他說，空軍參謀長命令將75架F-86E型飛機運往朝鮮，以替換第51戰鬥截擊機聯隊的F-80型飛機，你馬胡林將負責此項計畫。這些飛機的用途與在朝鮮進行的細菌戰計畫有關。已接到國防部和參謀長聯席會議的指示，要在朝鮮進行一次有限度的細菌戰役，細菌戰役的目標，是要在朝鮮戰場試驗其效果，使用的規模，也可能根據戰爭的實際情況予以擴大，不同類型的飛機所能攜帶的容器均將予以試驗，在各種不同的地形和不同氣候下試驗，有人也希望談判可能會受此影響，而產生一個滿意的結果。馬胡林說，12月18日下午，遠東空軍司令威蘭將軍會見我們，他說，他已接到參謀長聯席會議關於細菌戰計畫的命令，在初期，將由F-86型飛機，在較小的規模上進行細菌戰，以後有可能予以擴大，其他類型的飛機也將進行參與。威蘭會見後，我接到了被調到第5航空隊去的命令。12月20日，我們到漢城，見了第5航空隊司令埃弗勒斯特，他告訴我們，第5航空隊將開始一個有限度的細菌戰役，這關係到第5航空隊的戰鬥機和轟炸機，這種攻擊將在一種試驗的基礎上，但有可能擴大。
愛文斯在1953年8月18日的供詞中說，我第一次接觸到細菌戰及其可能在朝鮮被使用的事實是在1951年1月，當時，我任空軍參謀長辦公室主任格魯森道夫准將的助理。某日，他同我談論在朝鮮發生的事情，當朝鮮形勢由於中國軍隊參戰以致逆轉時，他告訴我，雖然如此，但參謀長聯席會議已於上月批准在朝鮮可能使用細菌戰及其準備工作計畫，研究與發展指揮部已奉命在1951年底完成這個計畫，也許這個計畫會對戰爭前途有所影響。
除他們兩人之外，還有1952年7月8日被擊落俘虜、任美國海軍陸戰隊第1航空聯隊參謀長的費蘭克·赫·許威布爾上校，在1952年12月的供詞中，也供述了他的前任於1952年4月下旬向他講述的有關細菌戰的背景情況。這個背景情況與馬胡林、愛文斯所談的情況大體相同。愛文斯和許威布爾以及其他一些執行過細菌戰任務被擊落俘虜的美國飛行員在供詞中都說，美國在遠東的所有作戰飛機，包括戰鬥截擊機、戰鬥轟炸機、B-26輕轟炸機、B-29戰略轟炸機以及海軍陸戰隊的飛機都執行過細菌戰任務。
美國在朝鮮實施細菌戰，使用的病菌、病毒都是經過精心培殖的，有鼠疫、霍亂、傷寒、痢疾等烈性傳染病的病菌、病毒，將其製成細菌彈或細菌粉劑，有的附在其他媒介物上，利用飛機進行投擲和布撒。為保密，而對他們的飛行員詭稱「宣傳彈」或「不爆炸的炸彈」，一般在夜間或夾雜在轟炸任務中進行。其布撒的範圍包括整個朝鮮北方，主要是平壤以北幾條鐵路幹線的沿線及城鎮。在中國東北地區也投撒了細菌。僅1952年1月28日至3月31日，兩個月時間內，在朝鮮北方就發現美軍布撒的帶有病菌、病毒的昆蟲等804次之多，2月底以後，在中國邊境地區也有發現。多年沒有鼠疫、霍亂流行的朝鮮北方，受到侵害而又感染流行。
1952年1月底和2月初，在朝鮮冬季最冷的月份，在美軍飛機過後，志願軍多次在野外發現在這個季節里不能生存的昆蟲和小蜘蛛，並且密度較大，有的竟達一平方米1000多隻。中共中央和中央軍委接到志願軍的報告後，極為關注，處理也非常慎重。指示志願軍繼續收集有關情況，採集標本培養化驗，以作出判斷，同時採取有力措施撲滅這些昆蟲，以防擴散。總參謀部和總後勤部還派出有關專家前往了解情況。到2月中旬，志願軍又連續多次在美軍飛機過後發現上述昆蟲和小蜘蛛等。17日，中朝聯合司令部向志願軍和人民軍各部，作了通報，並指示各部嚴加註意，警惕敵人的陰險。
2月18日，聶榮臻代總參謀長就美軍投撒帶菌昆蟲及處理意見，向毛澤東並劉少奇、朱德、周恩來、林彪作了呈報，報告中說：朝鮮前方敵人投撒昆蟲有三種：一為蜘蛛、二為蒼蠅、三為跳蚤，投撒面積甚大，第20、第26、第39、第42軍防區均有發現。「除已派專家前往現地了解外，現已將各種昆蟲送往北京，進行培養化驗，究竟帶何種病菌，尚須兩日後得出結論。據專家估計，以霍亂、傷寒、鼠疫、回歸熱四種之可能性較大。如化驗證實，防疫與滅疫工作，即須火速以大力進行（總後衛生部正計畫中），並需要蘇聯在人力物力予以援助。」至此，中共中央和中央軍委已判明，美國在朝鮮投撒各種昆蟲，系進行細菌戰的行動。毛澤東看到這個報告後，於19日批示：「請周總理注意此事，並予處理。」
接到毛澤東的批示後，當晚，周恩來即擬出了反細菌戰工作要辦的事情，並呈報毛澤東：「主席批示已悉，現在計畫要辦的事情為：一、加緊試驗前方業已送回的昆蟲細菌，據初步化驗含有鼠疫、霍亂及其他病菌，一二日內當可全部判明；二、前送防疫隊和疫苗、粉劑及其他器材；三、先請朴憲永發表聲明（即電告），中國外長繼起向全世界控告，以新聞輿論配合，並要美國對後果負責；四、由和大向世界和大建議，發動世界反對美國進行細菌戰罪行的運動；五、電前方進行防疫動員，東北亦加戒備；六、將此事電告蘇聯政府，請其予以幫助。」此6項措施，得到毛澤東的批准。此後，即按此展開了揭露、控訴美國細菌戰罪行和進行戰場防疫的反細菌戰工作。
21日，中共中央向各中央局發出了反對美帝細菌戰的宣傳工作指示，指出：「朝鮮前線我軍陣地及後方，自一月二十八日起，連續發現美帝侵略者用空軍大量施放和傳布細菌。這是美帝國主義者所加於中朝兩國人民的新的滅絕人性的罪行。對於美帝國主義這一新的罪行，必須加以揭露和打擊，動員全國人民加強抗美援朝工作，支援中國人民志願軍。中央已決定由新華社於二十二日起，發布新聞和人民日報社論；我國外交部和朝鮮外交部均將就此事發表聲明，向全世界提出控告；中國人民保衛世界和平反對美國侵略委員會亦將就此事向世界和平大會提出控訴，並建議世界和大發起反對美帝進行細菌戰罪行的運動。各地黨委在新華社發布這一新聞之後，即應發動一個控告和反對美帝這一新罪行的宣傳運動。」中央在指示中，對各地開展這一運動也規定了若干辦法。
同一天，中央軍委發出了由周恩來起草的給志願軍和東北軍區的指示，指出：「據許多徵候看來，敵人最近在朝鮮散放的各種昆蟲顯系進行細菌戰的行動，應引起我們各級領導的高度注意。現在雖然還不能最後確定敵人所散放者為何種病菌（因需經過培養和反覆檢驗，故時間上需兩日），但事不容遲。為爭取時間，除已令賀誠與蘇聯顧問和其他專家務於今日（廿一）提出防疫計畫外，並自昨日（廿）起已將現有鼠疫疫苗三百四十萬份、消毒粉劑九千磅及噴霧器、防疫衣物等，分三日用飛機運到安東，由志願軍留守處速轉前方。此外，在國內再趕製一千萬份鼠疫疫苗，分批送入朝鮮。防疫人員除部隊的防疫隊和衛生人員應進行緊急動員外，已令東北防疫隊待命出動，並已電請