“三七一”細菌部隊用來做實驗的活人被稱為“馬路大（muruts）”，日文意思為“試驗品”。
1935至1936年間，日本在東北設立了兩個極端秘密的機關：一個命名為“關東軍部隊用水供應及疾病預防局”，它是在石井四郎主持的實驗的基礎上擴建而成；另一個新設立的“關東軍獸類傳染病試驗局”。1941年后，這兩個機關分別改名為“第七三一號部隊”和“第一百號部隊”，由關東軍司令山田乙三直接總指揮。
“第七三一號部隊”駐在距哈爾濱市南20公里的平房車站地區，專門建造了一座小成。該部及長官是石三郎，有3000多名科學技術人員，擁有大量實驗設備，下分五處，…… 日本法西斯匪徒，測驗細菌武器的主要方法，就是采用了有系統目的和大規模的對活人的直接試驗，其試驗對象即是被日本憲兵機構確實為要刑訊致死的中國、蘇聯和其他參戰國的愛國分子、共產黨員、抵抗運動成員、被俘戰士以及和平居民。主體項目的實驗者多是中國人和蘇聯人。其試驗手段包括注射、感染、炸傷、打活人靶等，殘忍至極。
據當時參加試驗的日本匪徒供詞：“自1941——1945年間，僅于通過七三一部隊實驗而殺害的人也不下3000人。”而且死者都被運送往特別火葬爐中焚毀。
根據日本“赤旗報”揭露：日本法西斯為進行試驗起見，曾將動物的血注入人體中，并從活人身上抽取淋巴腺。還將被弄死的中國抗日戰士的頭和軀體，加以肢解，運回日本，以供研究之用。
更為罪惡的是，日本法西斯為研究防止梅毒，竟喪盡天良的先使中國婦女染上梅毒，再以婦女人體進行防止試驗。七三一部隊還廣泛地進行冰凍人的非人性試驗。劊子手們強迫把被實驗者的手和腳放在特制的冰箱里，直到四肢凍傷或四肢爛掉，然后再帶回實驗室進行實驗。這些實驗的目的，是為了在侵略蘇聯期間，以尋求防止四肢凍壞的某些辦法。死亡于此項實驗的中國軍民也無計其數。
戰爭結束二十年后，一位前七三一部隊員寫下這樣一首充滿服罪感的詩句：
一位畫家在畫“凍傷試”，他自己的手也在發抖，
因為眼看著“馬路大”在寒凍中凍掉雙手。
解剖活人的手術刀也凍得凝結一層血跡，
酷熱的天哪，鎖鏈聲仿佛象人在哭泣。
為了同死亡做斗爭，越獄的怒火也曾熾烈地燃燒，
墻壁上留下了“馬路大”用血寫成的反帝口號。
烈火中“馬路大”，在觸摸著燒烤的肉脂，
十字架上“馬路大”，在忍受著鼠疫跳蚤的襲擊。
自命不凡的惡魔醫生，如今已跑得汗流夾背，
那已焚毀殆盡的白色魔塔，陡化成一片墟廢。
詩中所說的“馬路大”，指的就是關東軍憲兵隊和特務機關所屬哈爾濱矯正院逮捕的俄國人、中國人和蒙古人俘虜，據說也包括朝鮮人。然后被送到七三一號部隊特設監獄，在這里，他們失去了人的資格，成了“馬路大”（日語“馬路大”就是材料的意思）。他們在各種試驗中被做記錄時，僅按他們的性別，在表格上標注“♀馬路大”或“♂馬路大”的字樣，這兩個符號是第七三一部隊用來表示實驗材料的專用術語。平均兩天就要“消耗”三個“馬路大”。
為了維持這樣一個大規模的研究機構，日本軍方投入的研究經費十分可觀。據檔案記載：1944年一年的研究經費就達600萬日元，相當于當時的250萬美元。這個數字為1945年以后美國洛克菲勒基金會給北平協和醫學院提供的經費的4倍以上。
日本軍部搞細菌武器和化學武器的根本目的是為了用于實戰。細菌武器被用于實戰而致死的人數并未計算在實驗致死的人數內。據檔案記載，早在1942年春，當時中國的重慶政府衛生部就詳細報告過：在1940年10月27日、11月4日、11月28日和1941年11月4日，日本飛機先后到浙江寧波、金華和湖南的常德低空投下麥、谷粒、紙、棉絮等物，在金華還投下不知名的顆粒。 這些物體和不知名的顆粒投擲數日后，就發現有淋巴鼠疫的患者。因此，寧波死亡99人，常德死亡9人，而這幾個地區，在歷史上從來沒有鼠疫流行的記載。戰后的1947年，美軍在東京審訊有關日本人時，得到有力的證實。他們說，石井四郎及大量隨員于1940年8月，攜帶了70公斤斑疹傷寒菌、5公斤霍亂菌和相當量的被感染了鼠疫的跳蚤，飛往杭州進行細菌武器實驗，曾投放到寧波、金華等地。1942年7月，石井四郎又攜帶了130公斤傷寒菌和鼠疫及被感染的跳蚤到華中地區投放，石井四郎在1939年冬向別人講述，他曾在東北山區投放霍亂和鼠疫菌取得了效果，1945年8月日本投降前夕，有300多顆各種類型的細菌彈被銷毀。