使用毒氣也是修水防線被迅速突破和中國軍隊在戰鬥中傷亡慘重的重要原因之一。
日軍在強渡修水前進行炮火準備時，使用了全部能夠發射毒氣彈的火炮進行急襲，僅19時20分至30分的最後10分鍾中，即發射毒氣彈3000餘發。緊接著，日軍野戰毒氣隊又在12公裏進攻正麵上施放了中型毒氣筒15000個（其中第101師團正麵施放了5000個，106師團正麵施放了10000個），修水河中國守軍陣地的2公裏縱深內完全為毒氣所籠罩。
守軍傷亡極重，當時中毒的團以上軍官即有第26師師長王淩雲、旅長龔傳文、團長唐際遇和第105師的團長於禬源等。部隊缺乏防毒手段及措施，處於驚慌之中，指揮失靈，致戰鬥力接近喪失，日軍得以順利渡過修水河。參加南昌會戰的日軍野戰重炮兵第15聯隊聯隊長佐佐木孟久大佐，在其所著《十加部隊的變遷》中說：“3月21日拂曉是陰天，有約3米/秒的風吹向敵方，這是使用特種彈的絕好天氣。按照預定計劃，從拂曉開始，進行試射、校正射效，以後轉入炮火準備後，140門大炮的炮聲蓋住了修水河畔，實為壯烈。最後發射特種彈，親眼目睹了濃濃的紅雲滲透至敵陣的情景。結束炮火準備後，前沿步兵放射特種筒，戰鬥進展很順利。當炮兵按計劃延伸射擊後，步兵一齊進攻，突入敵陣……如入無人之境。”
與此同時，日軍第6師團第11旅團在進攻武寧中國軍隊陣地時，也使用了大量含有窒息性毒氣的特殊發煙筒12個，致守軍官兵500人遭烈性毒氣傷害，陣地被攻占。由於日軍規定“對特種煙實施地區，務期殲滅華軍，希圖滅口”，所以據被俘的日軍上等兵野上今朝雄筆供，在武寧中毒的中國官兵全部被日軍刺殺。以後在高安附近戰鬥及強渡錦江等作戰時，均曾使用了大量的毒氣彈和毒氣筒。
二戰中，德美英法蘇五個大國都沒有大規模地運用過毒氣，隻有卑劣的日軍在中華多次大會戰中大量使用毒氣。