此人在美军登陆后不久便暴毙身亡，日本通讯社称石井四郎患有严重的高血压病和心脏病，因被免罪释放兴奋过度，喝酒过多而猝然死于芝山町家中，但对此说法各方多有疑问。

事实上，美军登陆日本后，就与石井四郎达成秘密交易--由他交出细菌战的研究成果，盟军不追究他的战争罪行。2005年，一份解密文件显示，1947年7月17日联合国军参谋部情报处的威洛比处长所做的《关于细菌战的报告》以及7月22日威洛比提交给美国陆军部情报部长钱柏林的绝密信件宣称 ：“调查731部队活体实验罪行的美国陆军部细菌武器专家费尔博士在对731部队人员进行询问的过程中，获得了无与伦比的珍贵数据”，“获得的情报对于未来的美国细菌武器计划，拥有最大限度的价值。”

虽然文件未列出具体的名字，但是记录有“第一级的病理学家”等是提供资金的对象。一连串的情报是通过金钱、请客吃饭、娱乐等报酬获得的。当时从美陆军情报部门的秘密资金中支付了总额15万至20万日元的资金，文件评价说：“太便宜了，一下子获得了需要20年才能获得的实验和研究成果。”实际上，1947年底的其他的美军资料还显示支付了25万日元，这表明联合国军司令部的调查在费尔博士1947年6月作出报告以后，仍有可能由别的专家再继续进行。

1949年1月，东京审判中的苏联检察团的斯米尔诺夫向威洛比递交了要求对石井四郎等进行的活体实验进行起诉的备忘录，但是由于联合国军最高司令部担心731部队的技术情报流入苏联，反而说苏联的要求是为了掩饰扣留在西伯利亚的日本兵问题而加以拒绝，为此东京审判竟然没有裁决731部队。

在冷战格局下，美国对于731部队的追查，一直都伴随着政治交易，在石井四郎与威洛比之间进行着。当时的交换条件是石井四郎将准备进行细菌战的数据交给美国，美国免除对石井的战犯起诉。但是在交易过程中，石井四郎一直向美国隐瞒活体实验一事，但是苏联在远东的审判披露了活体实验的事实后，美国开始再次调查石井等人，此后，石井秘密进行活体实验获得的令世人震惊的数据就到了美国手里，石井再次被免于战犯起诉。

不过，石井四郎很快就在家中暴毙。对于他的神秘死亡，专家现在认为有两种可能：一是美军情报机构痛恨其“留一手”。有消息说，狡猾的石井四郎在跟美国打交道时留了一手，五铁皮箱绝密资料胶卷只交出三箱。所以，美国的这两项试验，至今没有赶上日本的水平;二是美国军方发现了石井四郎战后试图袭击美军的阴谋后，恨其反复无常，决定将其除掉。

日本女作家揭示731部队成立内幕 震撼国人!

石井四郎选择了远离日本国内、欧美各国根本关注不到的中国东北，在那里进行《日内瓦议定书》所禁止的细菌武器的研制，这让陆军部十分认同。日本陆军省认为，研究中国东北的地方病以及研制疫苗，是设想日军731部队在二战期间犯下了滔天罪行，该部头目石井四郎中将却在战后逃脱了惩罚，将许多秘密带入坟墓。

日本女作家青木富贵子以石井的笔记为线索，寻访了一批了解731部队内情的当事人，查阅了大量新解密的原始资料，详细剖析了日本细菌战计划的来龙去脉。

以“防疫”旗号为掩护

1935年，从欧洲游学归来的石井四郎还是二等军医正(中佐)，3年后飞快地晋升为军医大佐。

二战结束后的1955年，石井四郎在为其教官清野谦次守灵的那天夜里，罕见地讲述了自己部队的情况：

“政府业已确定要制定国家百年大计：保护将士健康，减少死亡率和患病率……在这种情况下，先是在陆军军医学校设立研究室，再在中国华南以中山大学为中心，由内而外逐步设立研究所，最终设立了324个研究所。

结果是，传染病及传染致死率下降，日本大藏省十分欣喜，得出结论：如此情况，可以继续扩展下去。因此，我得以在哈尔滨建立了一个设施齐全的综合大学研究所，里面有电气火车，也有飞机，在那里非常投入地从事研究。”