日本為了準備約在1904年發生的日俄戰爭，在大久野島上的一角設置了砲台，其後砲台被撤去，但因地理環境方便軍隊匿藏，所以選擇了在大久野島作為生產化學武器的地點。在25年的日內瓦公約禁止在戰爭使用化學武器，但容許生產及存有。
到了29年開始建造生產設施。主要兩個生產地方是位於島西北面的長浦工場地帶及三軒屋工場地帶，建有發電設施、材料及製造倉庫。由於毒氣工場涉及軍事機密，當時由日本陸軍發行的地圖上大久野島一帶被繪製成空白。除了製造在太平洋戰爭中使用在中國大陸的化學武器外， 工場亦生產民用殺蟲劑等等。
兔子島
戰爭終結後，大久野島長時間都是個無人島。在研究設施內實驗用的兔在戰後全部被殺和銷毀。在國民休暇村及大久野島毒氣資料館啟用後從島外引入了的8隻兔在溫暖及沒有天敵的良好條件下快速繁殖，令島上的兔成為了特色之一。現在島上居住了約1000多隻兔，因此大久野島亦稱為兔島，每年約有10萬個遊客到訪這個兔子的樂園。