اتهمت منظمة هيومن رايتس ووتش، قوات النظام السوري باستخدامها قنابل تحتوي على مواد كيماوية تهاجم الأعصاب ثلاث مرات على الأقل قبل الهجوم على بلدة خان شيخون في 4 أبريل الماضي. وقالت المنظمة إنه قبل هذا الهجوم أسقطت طائرات حربية حكومية فيما يبدو مواد كيماوية تهاجم الأعصاب على شرق حماة في 11 و12 من شهر ديسمبر 2016 وفي شمال حماة، قرب خان شيخون، في 30 من شهر مارس 2017. وقال المدير التنفيذي للمنظمة الحقوقية كين روث، «وقعت كل الهجمات الأربع في مناطق تشن فيها قوات المعارضة أو تنظيم داعش هجمات تهدد قواعد جوية عسكرية للحكومة»، مضيفا أن «قرار التصعيد إلى هذا الحد يتعلق فيما يبدو بالوضع السيئ في ساحة المعركة». وذكر تقرير للمنظمة أن نشطا تابعا للمعارضة وسكانا محليين قدموا أسماء 64 شخصا قالوا إنهم توفوا نتيجة التعرض لمواد كيماوية في هجمات ديسمبر التي وقعت في منطقة تسيطر عليها داعش، في حين أنه وفقاً لما ذكره سكان وموظفون طبيون فإن هجوم 30 مارس لم يتسبب في وفاة أحد لكن عشرات الأشخاص أصيبوا.