七三一部队自顾不暇的时候，远离它的各支队也是树倒猢狲散各自逃命了。当苏联对日宣战的消息传到林口第一六二支队的时候，它们立刻乱了营，捕捉的老鼠和饲养的白鼠、海猫、兔子、跳蚤以及培养保存的细菌也无法送交七三一部队本部了。
它根据驻屯地司令部的通报得知，苏联红旗第一军的坦克部队迫近八面通(林口南50公里，牡丹江东北80公里)时，决定将所有房屋塞满稻草、备足燃烧用的汽油；将乌斯浑河水源地的抽水机筒砸碎，间所少尉以下25名官兵和汽车5辆，作为后队暂时留守待命。
8月10，柳原秀夫领人和50辆汽车(包括滤水车、消毒车各一辆)向牡丹江溃逃。此前，他命令留守队接到七三一命令时立即烧毁营舍，然后追赶大队。如果苏军迫近林口还未接到上级指令时，亦应及时焚烧。结果，第二天，留守队就将房屋、设备以及各种动物都烧毁后奔逃了。
一六二支队逃跑时，携带着两套器材，共66捆包。其中有“小型蒸气灭菌器4具、干热灭菌器6具、小型孵卵器6具、大型孵卵器2具、培养皿个、试管支、显微镜80台、小型蒸气灭菌锅1个、石井式培养器个、蛋白消化素38吨、压缩肉或肉汁37吨、食盐吨和乙、丙、丁、戊型滤水器各10具，还有必备的粮食、枪弹等。
携带的细菌有：保存培养的霍乱菌5管、伤寒菌4管、A型副伤寒菌4管、B型副伤寒菌10管和生产的霍乱菌管又个培养皿伤寒菌管A型副伤寒菌管。经过龙爪附近的高湿地带时，行车困难，要在苏军战车进攻前到达牡丹江是不可能的。
于是，8月10日晚，原秀夫命令支队务室机要员奥村军曹带领两名护卫兵，携带机密文件，由龙爪乘火车送往哈尔滨七三一部队本部。他们所带的文件有：关东军密码解读书、年度动员计划(各支队向新设师团防疫给水部调动基干人员的分担区分表)和关东军参谋部编篡的林口、东安、虎林的兵要地志、年7月七三一部队对各师团防疫站给水部长进行特殊防疫教育时分发的文件，还有细菌战的概念、毒物筒易检查法等机密资料。
8月12日，逃跑的一六二支队到达七星时、苏军战车队已迫近牡丹江。这时，他们不得不将卡车和器材一并烧毁。8月13日日，在东安师团长的指挥下，一六二支队人员分乘两列火车向牡丹江逃去，但由于傍晚在桦林遭到苏军的攻击，队员四散，翌日集结了70名。
柳原命令队员以10人为一组突围，由于苏军狙击，神原和森军曹以及一名士兵掉队，于8月17日到横道河子。在这种情况下，原和牡丹江支队尾上少佐会面，并一起到牡丹江日军第五军司令部。军医部长佐藤少将转告他，七三一部队来电，命令一六二支队配属于第三军，今其速去延吉听从该军的指示。于是，柳原和集结在横道河子的70名队员，乘上了经由哈尔滨去延吉的火车，但火车只走一站就无法开动，他们只好徒步奔逃，最后，因走头无路不得不在一面坡解散了。
驻扎在海林镇北的第六四三支队，在8月9日晚接到了七三一部队本部昆虫动物研究班长田中少佐给尾上正男支队长的电话，要求火速把跳蚤发送到总部去。但由于形势紧张，他们只想逃命，根本顾不得发送跳蚤。8月13日，他们焚烧营舍时，把各种动物及跳蚤一并烧毁。
北野政次于年初批准拨给他们的总重量为三车及75吨的细菌生产设备和蛋白消化素、肉精、肉汁及煮盐等材料，大部分都没用上，也都烧毁在仓库里。他们与一六二支队沿着一条路线，仓皇往西逃窜，大部分人战死。
第六七三支队支队长西俊英中佐从平房返回孙吴后，企图与驻地日军一起退至大兴安岭林中，以便作垂死挣扎。为了销毁其进行细菌战的罪证、8月11日，由大熊带领4名日本兵，急忙把营舍、住宅、动物舍、设备、材料和各种文件等统统地烧掉了。
为同样目的，在逃跑之前，给支队全体人员每人发一份毒药，以便在有被俘危险时服毒自尽。后来，这些队员并没按西俊英中佐的旨意办，大部分在败退的途中接受了苏军的劝降，只有一人在绝望中服毒自杀。
8月11日，苏军飞机轰炸海拉尔，日军开始慌乱。他们想把关押在五四三支队附近第十军管区军法处监狱里准备用做细菌试验的人杀死，但没有得逞，10名苏联人从浓烟烈火中冲了出去。8月13日，五四三支队奉命把营舍、实验室、动物舍以及所有设备、材料和重要资料付之一炬，然后，四处逃窜。