1917年1月，法国陆军开始使用勒博教授设计的新型防毒面具，即所谓的“特殊呼吸装置”（appareilrespiratoire special，简称ARS），这种面具的进步之处是采用了双层设计，外层为橡胶，内层由浸渍过亚麻籽油的织物制成，而且过滤器换成了更强的三层滤筒设计，每层各自浸纳不同的化学药剂，由进气阀和呼气阀连接在一起。而英国陆军则在前线战斗部队得知一项传言，称德军会在毒气中混入砷化物加强毒性，于是伊普尔地区的英军部队在1917年4月也装备了容纳有纤维素棉、石灰与高锰酸钠颗粒的新式面具。至此，德军在1916年仰仗的氯化苦制剂已经逐渐失去了无视协约国防毒面具这一优势，德军不得不开始考虑能够作为取代品的新式化学物质。
幸运的是，在一战时期为德军生产了大部分化学制剂的拜耳公司再次做出了相应的贡献，他们此前就已经利用工厂设备合成了一种学名为“二苯基氯胂”的化学物质，该物质化学分子式C12 H10 As CL，德军进行实验后发现其在空气中的浓度只需达到28毫克/千克就会导致小白鼠死亡。但这种制剂的真正可怕之处不是它的致死性，而是它产生的氯砷毒雾会在空气中迅速凝结为大量的白色或无色颗粒，这些颗粒的尺寸只有0.01微米，而现代空气污染中所谓的PM2.5都比它大出一截。因此，二苯基氯胂结晶在当时可以轻松的穿透英法防毒面具的过滤物缝隙，直接进入士兵的呼吸道，并引发恶心呕吐、泪流不止、剧烈咳嗽、无法抑制的喷嚏、鼻窦和头部疼痛以及精神抑郁等症状，这往往会逼迫敌军士兵摘下自己的防毒面具。
德国陆军统帅部发现二苯基氯胂所具备的这些可怕特性后，在1917年夏季便高度重视起这种低毒性化学制剂，还将其命名为“Chlor-Arsen-Kampfstoff 1”，意为“含氯含砷的化学武器1号”。该制剂的量产工作由拜耳公司和法本公司旗下的6家化学工厂共同负责，并由这些工厂和专门从事枪炮研制的斯潘道兵工厂将它们装填到炮弹中。
第一种装填二苯基氯胂的德军炮弹是克虏伯FK.16型野战炮发射的7.7厘米口径炮弹，该型炮弹虽然容纳量小，但射速可达15发/分钟，最大射程也有10公里之远，足够在短时间内形成大面积的化学轰炸区。该型炮弹被德军命名为“Lange Feldkanone Granade Blaukreuz”，意为“野战炮的蓝十字长尺寸射弹”，而蓝十字在德军内部专门代指“非持久性的呕吐性刺激物质”。该型炮弹全重7.375千克，高度314毫米，外壳由10毫米厚度的铸钢组成，弹身顶部为27.5毫米高度的螺旋座，可以插入EKZ.16或EKZ.17型触发式引信，这两种引信的顶部有一个杆，接触到目标后就会瞬间引发爆炸。炮弹内部可以容纳620-675克的托利特炸药，炸药包裹着一个180毫米高度的玻璃缸，里面装有105-140克的固态二苯基氯胂。当炸药爆燃后就会掀开玻璃缸将其中的二苯基氯胂泄露出来，同时高温也会将二苯基氯胂（沸点为333℃）迅速散发，让它以结晶形态四处弥漫。
图1：向敌军开火的克虏伯FK.16野战炮
图2：7.7厘米蓝十字炮弹的结构图
二苯基氯胂颗粒的密度比空气密度高10倍以上，因此能很好地滞留于空气表层。1917-1918年的英法防毒面具包含有活性炭和化学吸收剂，但没有气溶胶过滤器。而二苯基氯胂在大气中会生成高浓度的气溶胶，这些东西甚至会导致呼气阀和密封带也失去功能。
德国设计师对弹丸中二苯基氯胂与炸药的载荷进行了一番仔细的考虑，所以蓝十字炮弹在轰炸区每立方米的空气中都可以覆盖一定浓度的二苯基氯胂颗粒。通常，“蓝十字”炮弹的内部装填物由三分之二的托利特炸药和三分之一的刺激性制剂组成，这使得将破片杀伤作用与化学刺激作用结合起来成为可能。就爆炸的威力而言，蓝十字炮弹与相同口径的普通炮弹没有区别，这使得其具备更高的物理杀伤效果，同时也更不容易在战斗中被敌军察觉。这种设计理念在10.5厘米口径的蓝十字炮弹中也有体现。这种蓝十字炮弹被德军命名为“Lange Feld Haubitze Blaukreuz”，意为“野战榴弹炮的蓝十字长尺射弹”。该型炮弹有10.5厘米榴弹炮发射，全重15.855千克，高度378毫米，外壳厚度13毫米，底火高度28毫米，顶部引信螺纹座高度53毫米，能够使用HZ.16、EHZ.16、HZ.17三种瞬发引信。其内部容纳有1.18-1.33千克的托利特与三硝基萘混合炸药，而玻璃缸中容纳有370克二苯基氯胂。10.5厘米蓝十字炮弹由LFH.16轻型榴弹炮（10.5cm leicht Feld Haubitze 16）发射，其射程可达8公里，足够覆盖英法军队的前沿防线。
图3：10.5厘米蓝十字炮弹结构图
1917年7月，德军正确的判断出最近抵达的英国军队将在比利时纽波特海岸展开进攻，于是德军决定先发制人，发动代号为Strandfest（“海岸派对”）的行动以夺取纽波特 (Nieuport) 桥头堡。而这场行动也是蓝十字炮弹的处子秀。德军为这场“小型行动”集结了146个炮兵连的力量，但由于天气恶劣，攻击日期被多次更改，直到7月10日清晨才下达命令，要求在上午10点开始进行为期10小时的预备轰炸，但也有说法称德军在当天早上7：51就开始了炮击。
此次行动德军再次大力使用化学炮弹，除了双光气（绿十字炮弹）和催泪炮弹外，英国人还报告了另一种类型，它像高爆弹一样爆炸，但会引起打喷嚏、鼻子和眼睛轻微刺激以及胸闷。这事实上正是蓝十字炮弹所引发的症状。晚上20点，德国海军陆战步兵猛攻英军阵地，并将他们赶回了伊瑟河。尽管俘虏了1250名英国官兵，但德国人显然无法确定新的蓝十字炮弹对此次行动取胜到底提供了多大的实际帮助。
图4：1917年7月10日被集中起来的中毒英军士兵
为了获得蓝十字炮弹的有效性以及将它们与绿十字炮弹结合的战术的可行性，德国人于1917年7月28日在伊普尔以南的 Wytschaete 进行了一次大规模攻击。这场代号为Heuernte（干草制造）的行动涉及在晚上22：40出动九个榴弹炮连对英国阵地实施了长达6分钟的化学轰炸，每个连都发射了100枚蓝十字炮弹，并在接下来发射了14分钟的高爆炮弹，之后五支突击部队冲入了英国战壕。然而，他们发现英军已经撤出了炮击区，所以突击队员们甚至连个俘虏都没抓到。本次行动德军投用了15厘米口径的蓝十字炮弹（15cm Gr. 12 n/A. Blaukreuz），这种炮弹由Gr.12 n/A型高爆榴弹改造而来，可以依靠sFH.13重型榴弹炮（15cm schwere Feld Haubitze 13）或老式的sFH.02重型榴弹炮发射。该炮弹的外壳被涂抹成灰色，并覆上蓝色环纹和蓝色十字标志，全重高达41.225千克，内部放置有3.22千克的托利特炸药。容纳了1.35千克二苯基氯胂的玻璃缸被存放到炮弹内部的硬木圆筒中，并通过600克的氯氧化镁（也称索雷尔水泥）粘固在一起。值得一提的是，法军直到1918年2月才通过收集到的德国文件确定了15厘米蓝十字炮弹的存在。
图5：15厘米蓝十字炮弹
英国在1917年7月10日袭击事件后进行的调查也没有定论。有报告称出现了新的症状，但不久之后的7月12日至13日晚上，芥子气的使用更加的令人忧虑，这也推迟了对“蓝十字”炮弹的调查。直到 8 月初，他们才找到未爆炸的蓝十字炮弹，以便确定填充物。
事实上，英国军队的反应也体现了二苯基氯胂并不是那么有效。德军采取的做法是将这种物质以固体形态容纳到炮弹内部的玻璃缸中，利用爆炸高温将它迅速挥发，让气体在空气中凝结成大量颗粒，但事实证明炮弹装填的炸药爆燃速度太快，其时间不足以将固体的二苯基氯胂加热到能够完全挥发的程度。事实上，二苯基氯胂还可以是不溶于水的深褐色液体，该物质在这种形态下遇热也可以挥发成大量含有砷和氯的烟雾并在空气中迅速凝结为颗粒，可德国人并没有采用这种方法。另外一个问题是，英军于1917年4月-6月在伊普尔地区配发的新式微粒过滤面具还是取得了一些保护作用，而这其中一个原因就是蓝十字炮弹单靠爆炸产生的二苯基氯胂颗粒尺寸太大，无法通过防毒面具的过滤碳缝隙。不过蓝十字炮弹依然证明了自己有所价值，它与普通炮弹一样猛烈的爆炸威力和破片杀伤效果让它在攻击目标时很难在第一时间被察觉出来，这可以在敌军做出反应前影响他们，比如“海岸派对”行动中就有英军反映自己出现了胸闷、头晕和喷嚏症状，而这些人起初都认为落到自己附近的是普通高爆炮弹。
1917年8月20日，法国第2步兵军在凡尔登附近发动了针对德军的攻势，结果这场攻势在德军各类化学炮弹的打击下溃不成军。法军对默兹河两岸的进攻全部被德军毒气炮弹击退 。由于德军大量投用了高污染的黄十字炮弹和能够渗透防毒面具的蓝十字炮弹，所以法军的防毒设备无法提供任何有效的保护。法军此次攻势在1917年9月底宣告失败，因德军毒气炮弹造成的直接伤亡就超过了13000人。事实上，这也是德军首次对法军使用蓝十字炮弹。法军化学部门对采集到的样本进行检测后发现蓝十字炮弹容纳的砷化物会以极其微小的固态颗粒的形式在空气中散播，而法军现有的防毒面具不能抵御这种物质的侵蚀。
1917 年 9 月，德军在俄罗斯里加地区进行了东线战场的最后一次重大进攻行动，德军的意图是在伊克斯屈尔地区强渡西德维纳河，突破东岸的俄国第12集团军的防御并向罗登波伊斯、欣岑贝格发展进攻，同时对马约伦霍夫、贝贝尔贝克、里加实施辅助突击，以便协同登陆部队围歼里加地区的俄国第12集团军的全部有生力量，接着趁势占领里加城，对彼得格勒构成直接威胁。鲁登道夫上将策划本次进攻的战略目的是通过大规模杀伤来逼迫俄国政府与德国签订和约，这样就可以从东线解放大量的陆战部队并将他们转移到西线应对英法军队。
德国陆军统帅部将进攻日期选择在1917年8月下旬至9月初，因为此时的英法军队已经在失败中精疲力尽，暂时无力主动发起攻击。德国第8集团军被指派向俄国第12集团军发动进攻，该集团军总司令、步兵中将奥斯卡·冯·胡蒂尔（Oskar von Hutier，1857-1934）将攻击目标选定在了位于伊克斯库尔（Ikskile）对面的西德维纳河右岸。
第8集团军全部2000门各类火炮的总指挥是一战德国最杰出的炮兵专家、蓝色马克斯勋章得主、现代炮兵学之父：布吕赫穆勒上校。这位上校创造性的开发了一种新式的化学炮弹轰炸战术，德军称其为“彩色炮弹射击”（德语：Buntkreuzschiessen）。该战术要求大量的速射火炮在短时间内同时向一处攻击区域发射大量的毒气炮弹，以压制住那里的敌军炮兵阵地和步兵防线。通常情况下，德军炮兵会使用射速占优势的7.7厘米野战炮和10.5厘米轻型榴弹炮先向敌军炮兵阵地发射蓝十字炮弹，布吕赫穆勒上校要求野战炮在一分钟之内必须向1平方公里的敌军阵地发射至少100枚毒气炮弹，而轻型榴弹炮在相同时间内也要至少打出50枚。这样做的目的就是为了在迅速形成高浓度的二苯基氯胂覆盖敌军炮兵阵地，利用该物质能够渗透防毒面具和具备强烈呕吐效果的特性让他们无法正常使用防毒面具，然后德军炮兵就会发射绿十字炮弹轰炸这里，该炮弹容纳高度致死的双光气制剂，足够瘫痪炮兵。布吕赫穆勒上校解释道：“我们的目标不是为了破坏敌军的炮兵设备，而是让他们暂时失去功能。”
1917年9月1日凌晨4：00，德国第8集团军的前线炮兵开始发射毒气炮弹以压制俄军的炮兵阵地，早上6：00，火炮弹幕转移到俄军的前沿步兵阵地，到了早上9：00，暴风突击队员们冲出战壕，向俄军阵地露出的薄弱点发起攻击。德军炮兵的轰炸面积高达8平方公里，这导致位于俄军第186步兵团战线后方的炮兵阵地有一块面积足足有4平方公里的矩形区域全部被毒气覆盖。浓度离谱的二苯基氯胂使得俄军本就质量不佳的毒气防护设备变得更加像一个摆设，士兵们纷纷扯下已经无效的防毒面具大口呼气或趴在地上呕吐，但这些受害者很快就遭到绿十字炮弹释放的大量双光气的杀伤，倒在地上被肺部和呼吸道受损引发的窒息所折磨。因此，在德军化学炮弹的轰炸开始后没多久，部分俄军火炮就被惊慌失措、拔腿就跑的炮手们遗弃了。
图6：1917年9月1日被德军蓝/绿十字炮弹毒死的俄军士兵
值得一提的是，此战中德军还使用了21厘米口径的重型蓝十字炮弹，专门由德军的克虏伯Mrs.10/16重型榴弹炮发射。该炮弹全重116.5千克，高度796毫米，采用Gr.Z.92瞬发引信，但该炮弹的具体外貌和二苯基氯胂容量已经不得而知了。
图7：德军Mrs.16重型榴弹炮组
然而，在小叶格尔河沿岸的第二道防线上，德军的攻势被拉脱维亚第2步兵旅挡住，但该旅很快就发现侧翼的友军已经放弃了防线，于是他们开始紧急撤退，防止陷入德军的包围圈。第二天，马利耶格尔的战斗继续进行，俄国第6、第43军在遭受严重伤亡的情况下依然抵抗的非常顽强，但到了傍晚，俄国第12集团军总司令帕斯基将军命令剩余的部队撤退到第三道防线。德军在拉脱维亚步兵旅和两个俄国步兵军的顽强抵抗下未能完全包围第12集团军，这为俄军部分撤离里加赢得了时间，但也就仅此而已了。俄军全线放弃阵地，向东撤退；到了9月3日，里加城被彻底放弃，德军在这里举行了盛大的游行仪式。1917年9月6日，在德军的压力下，第12集团军的大部分部队随意撤离到里加湾海岸、利加特、尤尔根斯堡、科根古津一线（位于里加以东40-70公里）。在这场历时六天的战役中，俄国第12集团军损失了34000余人，而数量居于劣势的德国第8集团军仅有4200余人的伤亡。
对于德国人来说，这场战役的成功有着巨大的战略意义，因为俄军此战过后再也没有与德国对战的能力，而且它使得俄国内部频繁的人民起义更加的高涨。这让鲁登道夫上将终于能放下心来将东线的大量部队撤回西线。此外，里加战役也是德军步兵的新式攻击战术：渗透战术的首次成功尝试，这个战术于六周后（1917年10月24日）在卡波雷托战役中对意大利军队使用，10 周后（11月30日）在对英军发动的康布雷攻势的反击也同样成功运用了这种战术。