Сирия 14 апреля 1972 года подписала Конвенцию о запрещении разработки, производства и накопления запасов бактериологического и токсинного оружия и об их уничтожении, однако так и не ратифицировала ее и не представила полный перечень своих запасов в Организацию по запрещению этого оружия массового поражения и не приступила к его утилизации.
23 июля 2012 года официальный представитель МИД Сирии Джихад Макдеси признал существование в сирийском арсенале этого вида оружия массового уничтожения, слухи о котором Дамаск опровергал с 1980-х годов. Позже Джихад Макдеси был освобожден от должности, 3 декабря 2012 года бежал из Дамаска в Лондон.
23 декабря 2012 года в некоторых СМИ появились сообщения об использовании отравляющих веществ в пригороде Хомса Аль-Байда. Власти САР и оппозиция возлагали ответственность за эту атаку друг на друга.
19 марта 2013 года, по сообщению агентства САНА, сирийские боевики применили химическое оружие при обстреле района Хан-эль-Асаль провинции Алеппо. От удушья, вызванного газами, скончались 25 человек, в том числе 16 военнослужащих и пострадали более 100. В послании сирийского МИД, направленном в Совет Безопасности, отмечается, что ракета с химическим зарядом была выпущена из района Кфар-Даиль и упала в 5 км от него. 19 марта 2013 года министр информации САР Омран аз-Зуаби обвинил экстремистов из группировки «Джебхат ан-Нусра» в применении оружия, запрещенного всеми нормами международного права.
20 марта 2013 года Сирия направила генеральному секретарю ООН Пан Ги Муну официальный запрос с просьбой провести расследование использования химического оружия рядом с Алеппо. 21 марта в СБ ООН прошли закрытые консультации, созванные по инициативе Франции.
21 марта 2013 года генсек ООН Пан Ги Мун принял решение направить группу независимых экспертов в Сирию для расследования сообщений о химической атаке. Была сформирована группа из 15 инспекторов во главе со шведским ученым Оке Селлстремом, которая готова приступить к работе после того, как правительство Сирии даст разрешение на посещение всех соответствующих объектов. По мнению генсека ООН, первоначальным объектом расследования был инцидент в населенном пункте Хан-эль-Асаль под Алеппо. Великобритания и Франция добились, чтобы группа экспертов расследовала также возможные случаи применения химического оружия в Хомсе и Дамаске.
6 апреля 2013 года на имя Пан Ги Муна поступило письмо от главы МИД Валида Муаллема, который раскритиковал действия секретариата ООН. Постпредству САР в ООН были даны гарантии того, что расследование будет охватывать только инцидент в Алеппо. Теперь мандат ООН расширили в плане изучения всех сообщений о химических атаках. Однако Сирия выступила против расширения спектра расследования. Поэтому 11 апреля Пан Ги Мун на пресс-конференции в Вашингтоне сообщил, что Дамаск отверг предложенный формат независимого расследования всех сообщений о химических атаках в стране. Власти Сирии не согласны с этими условиями и не разрешают экспертам ООН въехать в страну.
29 апреля 2013 года на пресс-конференции в штаб- квартире ООН постоянный представитель САР при ООН Башар Джафари заявил, что боевики сирийской оппозиции распылили химические вещества в городе Саракеб на севере страны, чтобы впоследствии обвинить в этом власти Дамаска. Джафари призвал секретариат ООН оперативно отреагировать на запрос о расследовании химической атаки в населенном пункте Хан- эль-Асаль под Алеппо.
19 мая 2013 года в интервью аргентинским СМИ президент Сирии Башар Асад заявил, что обвинения в том, что сирийский режим использует химическое оружие, являются необоснованными.
4 июня 2013 года Комиссия совета ООН по правам человека объявила, что нашла подтверждение использования химоружия в Сирии, но точно ответить, какая из сторон должна отвечать за военное преступление, организация пока не может. Глава МИД Франции Лоран Фабиус официально заявил, что анализы, проведенные французскими специалистами, позволяют «с уверенностью говорить о том, что газ зарин был применен в Сирии локально». Результаты проведенных в Париже анализов были переданы главе миссии ООН по расследованию случаев применения химического оружия в Сирии Оке Селлстрему.
5 июня 2013 года представитель МИД Великобритании заявил о том, что в Сирии применялось химическое оружие — зарин. «Речь идет о пробах крови и мочи, взятых у людей, которые подверглись воздействию химического оружия». По его словам, анализ «физиологических образцов» был сделан в военной лаборатории Портон Даун в Центральной Англии.
13 июня 2013 года заместитель помощника президента США по национальной безопасности Бен Родс сообщил, что Вашингтон пришел к выводу о том, что власти Сирии неоднократно в небольших масштабах применяли химическое оружие, включая газ зарин против оппозиционеров, нарушив нормы международного права. По оценке США, в результате использования отравляющих веществ погибли 100-150 человек. 15 июня генсек ООН Пан Ги Мун сообщил, что США передали ООН сведения о предполагаемом применении властями Сирии против мятежников химического оружия.
8 июля 2013 года постоянный представитель САР при ООН Башар Джафари заявил на пресс-конференции, что 7 июля сирийские власти обнаружили в прибрежном городе Баниас тайник «вооруженных террористических групп» с 281 бочкой, «наполненной опасными химическими веществами». По его словам, этого количества «достаточно, чтобы уничтожить целый город, если не целую страну».
9 июля 2013 года постоянный представитель РФ при ООН Виталий Чуркин сообщил, что, по свидетельству российских экспертов, снаряд, выпущенный 19 марта сирийскими боевиками по пригороду Алеппо, содержал ядовитый газ зарин. По его словам, пробы, взятые на месте падения боеприпаса, были проанализированы в российских лабораториях, «сертифицированных Организацией по запрещению химического оружия». Было установлено, что боевики запустили неуправляемый снаряд «Башаир-3» в город Хан-эль-Асал, контролируемый правительством. Результаты анализа четко показывают, что боезаряд был непромышленного производства и содержал зарин. Чуркин сообщил, что передал результаты изучения проб генсеку ООН Пан Ги Муну. В отличие от утверждений западных стран, выводы РФ основываются на анализе проб, взятых на месте атаки, а не полученных из третьих рук.
24-25 июля делегация ООН в составе высокого представителя генсекретаря по вопросам разоружения Анджелы Кейн и главы группы инспекторов Оке Сельстрема посетила Дамаск, где провела переговоры с премьер-министром Ваилем аль-Хальки, главой МИД Валидом Муаллемом. Обсудили условия работы международных экспертов, которые будут проверять факты применения в САР химического оружия. Переговоры завершились достижением принципиальной договоренности о продолжении взаимодействия.
19 августа 2013 года эксперты ООН по химическому оружию во главе со шведским ученым Оке Сельстрёмом начали свою работу в Сирии.
21 августа 2013 года несколько западных и арабских телеканалов сообщили о применении химического оружия в пригородах Дамаска Айн-Терме, Джубаре и Замальке. По данным СМИ, в результате обстрела снарядами с нервно- паралитическим газом зарин погибли от 20 до 625 человек. Как утверждают представители оппозиции, химоружие применила правительственная армия. Представитель официальных властей заявил, что информация о применении химоружия в пригородах сирийской столицы не имеет ничего общего с правдой и направлена на подрыв деятельности экспертов ООН.