Η πρώτη και σπουδαιότερη γραμμή άμυνας κατά των ουσιών χημικού πολέμου είναι η ατομική προστασία των στρατιωτών με μάσκες και προστατευτικό ρουχισμό. Τα φίλτρα για τις μάσκες περιέχουν ειδικά επεξεργασμένο ενεργό άνθρακα για την κατακράτηση των ατμών και μεμβράνες από χαρτί ή άλλα υλικά, για την κατακράτηση των σωματιδίων. Τέτοια φίλτρα μπορούν τυπικά να ελαττώσουν τη συγκέντρωση ουσιών χημικού και βιολογικού πολέμου τουλάχιστον κατά 100.000 φορές. Στα πλαίσια του πανικού, μόνη η Μ. Βρετανία είχε κατασκευάσει μέχρι το τέλος του Β` Παγκόσμιου Πολέμου 70 εκατομμύρια αντιασφυξιογόνους μάσκες.

Αλλα στοιχεία αντιχημικής άμυνας είναι μηχανήματα ανίχνευσης και συναγερμού ευαίσθητα σε αέρια νεύρων και ουσιών που προξενούν φλυκταίνωση. Επίσης προφυλακτικά φάρμακα και αντίδοτα που παρέχουν μερική προστασία κατά των νευροτοξικών ουσιών και εξοπλισμοί απολύμανσης προσώπου και υλικών.

Εκτός των ατομικών προστατευτικών μέτρων, η άμυνα των κρατών λαβαίνει μέτρα για την έγκαιρη επισήμανση, αποτροπή ή και αντιμετώπιση μιας επίθεσης με χημικά ή βιολογικά όπλα, με την εγκατάσταση μηχανημάτων ανίχνευσης στις κατάλληλες περιοχές. Λέγεται ότι το ΝΑΤΟ μεταξύ των περιοχών αυτών περιλαμβάνει και την ελληνική νήσο Γαύδο επειδή βρίσκεται απέναντι από τη Λιβύη και προστατεύει έτσι την Αμερικανική βάση της Σούδας.

Κατά τον Β` Παγκόσμιο Πόλεμο οι αντίπαλοι συνασπισμοί διέθεταν στο οπλοστάσιό τους μεγάλα αποθέματα χημικών όπλων, επιπλέον έκαναν έρευνα και δοκιμές για την παρασκευή νέων χημικών και βιολογικών όπλων καθώς και για την αποτελεσματικότητά τους. Δεν τα χρησιμοποίησαν, όμως, λόγω του φόβου των αντιποίνων, ιδιαίτερα εναντίον αστικών κέντρων.

Μετά τον Β` Παγκόσμιο Πόλεμο χρησιμοποιήθηκαν, μέχρι και πολύ πρόσφατα, σε περιφερειακούς πολέμους με τραγικά αποτελέσματα τόσο για τους αμάχους όσο και για τους επιτιθέμενους.