1945年初，日軍在太平洋戰場上節節敗退，美軍控制了菲律賓，中英美聯軍收復了雲南和緬北，對日本的戰略包圍逐步形成，盟軍已經牢牢地掌握了戰爭主動權，攻入日本本土是遲早的事情。然而，日薄西山的日本依然幻想扭轉戰局，不僅發起了泯滅人性的神風特攻作戰，還試圖使用各種慘無人道的極端手段實施反擊，其中就包括細菌武器。在這一背景下，之前因瀆職貪汙被解職的石井四郎中將被重新啟用，於1945年3月再度出任臭名昭著的關東軍第731部隊部隊長，負責籌劃針對盟軍的"最後攻擊計劃"。

官復原職的石井中將對部下發表講話稱："在1945年6月至9月間就會爆發最後的決戰，因為那時候美軍必將派遣大量陸戰隊到日本境內，因此我們必須做好極周密的準備，對美國甚至蘇聯作戰。目前，各條戰線的戰況都在惡化……我們到1945年春末或夏季時就會使用極端手段，包括細菌武器在內，以資爭得有利於日本的轉變。"

1945年4月，石井四郎召開各支部長會議，討論大規模徵集和增殖老鼠的任務，為所謂的"最後攻擊計劃"做準備。時任關東軍防疫給水部林口支部長的榊原秀夫戰後供述道："1945年4月再次召開了支部長會議，根據大本營的指示，731部隊以同年8月為止準備使用鼠疫菌的細菌戰任務，需要準備一噸到兩噸跳蚤，因此需要大量的老鼠，故指示各支部以全力進行捕鼠及繁殖白鼠來協助第731部隊的任務。"

此時，日軍已經窮途末路，在短時間內生產數噸跳蚤談何容易。731部隊面臨的最大難題就是老鼠數量嚴重不足，因為沒有足夠的糧食飼養白鼠，於是開始捕捉野生老鼠以補充計劃要求的數額，甚至組建了有25名成員的"捕鼠班"。不久，日軍捕鼠班趕往偽滿的千振開拓團駐地，他們向開拓團員說明捕鼠的目的是為了挽救太平洋戰爭的不利狀況而準備的，並勉勵眾人努力捕鼠。隨後，731部隊捕鼠班向開拓團員們發放了專用捕鼠器。5月，731部隊的捕鼠班又前往佳木斯進行一週的捕鼠工作，同時利用當地駐軍衛生科將捕鼠器借給市民，並撥出一部分資金收買市民捕捉的老鼠。由於捕鼠工作的大力開展，陸續送往731部隊的老鼠數量逐漸上升，1945年4月為1000只，5月10000只，6月8000只，7月7000只，合計為26000餘隻。另外，部隊自行飼養繁殖的白鼠也有1000只。這些老鼠足以為731部隊繁殖1～2噸鼠疫跳蚤。

其實，早在1944年5月，日軍就計劃在美軍對塞班和關島發起進攻時使用細菌武器發起反擊，然而，由於攜帶病菌的潛艇前往特魯克群島途中被美軍擊沉，導致計劃流產。到了1945年，徹底喪心病狂的日軍在原有計劃基礎上推出了升級版本，這就是所謂"艦機結合、人菌一體"的"夜櫻花"計劃。夜櫻花就是夜間綻放又凋落的櫻花，以此命名意味著此項行動要在不為人知的情況下隱秘進行。

"夜櫻花"計劃的具體內容是由731部隊選派20名特攻隊員，攜帶鼠疫跳蚤搭乘伊-400型潛艇橫渡太平洋，前往美國重要軍港聖迭戈，在距離軍港約500公里時，特攻隊員改乘潛艇搭載的特殊攻擊機"晴嵐"秘密潛入內陸降落，之後四處散佈跳蚤，同時這些特攻隊員自身也將成為感染者，儘可能地向人群傳播鼠疫，製造大範圍疫情，引發美國國內恐慌。計劃出擊的日期為1945年9月22日。

參與計劃的飛行員小幡石雄曾經回憶道："我是直接從石井口中得知這項名叫'夜櫻花'作戰的特攻任務。……據我瞭解，任務的內容是散播帶有鼠疫病菌的跳蚤到敵人的基地，使他們染病。"儘管特魯克群島遭到美軍的嚴密封鎖，潛艇也難以進出，但日軍大本營沒有放棄"夜櫻花"計劃，反而加緊對特攻隊員的訓練，為期一個月，妄圖利用所謂"細菌特攻"垂死掙扎，挽回敗局。1945年7月，731部隊為了增強"夜櫻花"計劃的殺傷力，計劃培養新的斑疹傷寒病菌，同時在國內的琦玉、茨城等地繁殖老鼠。

日本軍方處心積慮策劃的"夜櫻花"計劃最終並未能夠實施，因為太平洋戰局的崩潰已經讓日本國內不少軍政高官們清醒地意識到戰敗無可避免，開始考慮如何結束戰爭的問題，他們擔心如果發動細菌戰會被盟軍方面嚴厲追責。

1945年7月24日，731部隊突然接到陸軍醫務局局長神林浩的命令，全面中止"夜櫻花"計劃的準備工作。有人認為，這項命令是由末代陸軍參謀總長梅津美治郎大將親自下達的，因為他認為戰局糜爛至此，即便細菌特攻取得成功，造成成千上萬的美國人染病身亡，進而導致社會混亂，也難以改變戰敗的結局，反而要背上更為沉重的罪名。隨著"夜櫻花"計劃的取消，日軍從中國戰場開始，擴充套件到太平洋戰場的罪惡細菌戰終於落下了可恥的帷幕。