19 марта 2013 года появились первые сообщения о применении химического оружия в ходе сирийского конфликта. Официальный Дамаск заявил, что оппозиция применила его при боестолкновениях в районе селения Хан-эль-Асаль в провинции Алеппо. 21 августа 2013 года в пригороде Дамаска — Восточной Гуте — был применен газ зарин, от которого погибли от 600 до 1,3 тыс. человек. США обвинили в атаках силы президента Сирии Башара Асада. 1 сентября президент США Барак Обама подготовил проект резолюции, санкционирующей военную операцию против Сирии.
13 сентября 2013 года президент Асад по предложению России подписал документ о присоединении страны к конвенции по запрещению химического оружия. Днем позже Россия и США заключили в Женеве рамочное соглашение об уничтожении сирийского химоружия до середины 2014 года. Спустя три дня Сирия представила организации всю информацию о боевых отравляющих веществах на ее территории.
27 сентября Совбез ООН единогласно принял резолюцию о ликвидации химоружия в Сирии, а 14 октября страна стала 190-м членом Организации по запрещению химического оружия (ОЗХО). 31 октября ОЗХО сообщила о полном уничтожении оборудования для производства химоружия. Детальный план ликвидации самих арсеналов был утвержден 15 ноября. Согласно ему, вывезти из Сирии химоружие планировалось до 5 февраля 2014 года.
27 декабря 2013 года в Москве эксперты из России, США, Китая, Сирии, Норвегии, Дании и ООН обсудили, как организовать безопасный вывоз химоружия. Первая партия химоружия покинула Сирию на датском судне 7 января 2014 года. С 7 июля по 13 августа в Средиземном море на борту американского судна Cape Ray были уничтожены наиболее опасные химикаты. В январе 2015 года в Сирии начали ликвидировать объекты по производству и хранению химоружия. 4 января 2016 года ОЗХО заявила о полном уничтожении химического оружия Сирии. Работы проводились на предприятиях США, Финляндии, Великобритании и Германии.
4 апреля 2017 года стало известно о химатаке в сирийском городе Хан-Шейхун, жертвами которой стали более 80 человек. США обвинили в нападении власти Сирии и 7 апреля нанесли удар крылатыми ракетами «Томагавк» по сирийскому аэродрому Шайрат.