กลุ่มแพทย์[7] เฝ้าสังเกตและนักเคลื่อนไหวหลายกลุ่ม รวมทั้งหมวกขาว (White Helmets) ซึ่งเป็นกลุ่มอาสาสมัครกู้ภัย รายงานว่าเฮลิคอปเตอร์ของกองทัพซีเรียหย่อนระเบิดถังใส่นครดูมา[8][9][10][11][12] ระเบิดนั้นซึ่งต้องสงสัยว่าใส่ยุทโธปกรณ์เคมีอย่างแก๊สคลอรีนและซาริน[13][14] ทำให้เกิดอาการชักรุนแรงในบางคน เช่นเดียวกับทำให้ขาดอากาศหายใจ[15]

สหภาพการบริบาลการแพทย์และองค์การบรรเทาสาธารณภัย (Union of Medical Care and Relief Organizations) องค์การมนุษยธรรมซึ่งเฝ้าสังเกตบริการทางการแพทย์ในภูมิภาค ระบุว่ามีผู้เสียชีวิต 70 คนจากการโจมตีดังกล่าว แพทย์สนามรายงานว่าสาเหตุการเสียชีวิตมาจากการสัมผัสแก๊สคลอรีนและซาริน[16] วิดีทัศน์จากที่เกิดเหตุแสดงภาพชาย หญิงและเด็กไร้ชีวิตโดยมีฟองไหลออกจากปาก[15] นอกจากนี้ยังมีรายงานผู้บาเจ็บ สมาคมแพทย์อเมริกันซีเรีย (Syrian American Medical Society, หรือ SAMS) รายงานว่ามีกว่า 500 คนในดูมา "ถูกนำส่งศูนย์แพทย์ท้องถิ่นโดยมีอาการบ่งชี้ถึงการสัมผัสสารเคมี"[17] SAMS ยังกล่าวว่ามีการโจมตีด้วยระเบิดคลอรีนใส่โรงพยาบาลดูมา ทำให้มีผู้เสียชีวิต 6 คน และมีการโจมตีอีกครั้งด้าวย "สารผสม" ใส่อาคารใกล้เคียง[18] กลุ่มฝ่ายค้านซีเรียระบุว่า พยานยังรายงานว่าได้กลิ่นคลอรีนเข้มข้นระหว่างการโจมตีและกล่าวว่าผลปรากฏรุนแรงกว่าการโจมตีลักษณะนี้ครั้งก่อน ๆ[19] นักเคลื่อนไหวฝ่ายค้านซีเรียยังโพสต์วิดีทัศน์ถึงแก๊สอัดความดันสีเหลืองที่ระบุว่าใช้ระหว่างการโจมตี[19] เจ้าหน้าที่แพทย์และผู้เชี่ยวชาญอาศัยอาการและความเร็วที่ผู้ป่วยได้รับผล แนะว่าอาจเป็นการผสมคลอรีนกับแก๊สชนิดอื่นหรือสารออกฤทธิ์ต่อประสาท[19]

ทว่า ศ. Ferrada de Noli ผู้เชี่ยวชาญอาวุธเคมีทางการแพทย์อิสระจากประเทศสวีเดน ชี้ในถ้อยแถลงของเขาทางทวิตเตอร์ในวันที่ 12 เมษายนว่า ภาพที่หมวกขาวเสนอจากจุดเกิดเหตุแสดงหมอกขาว แต่ตามเว็บไซต์ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคของสหรัฐ หมอกจากแก๊สคลอรีนจะเป็นสีเขียวเหลือง ส่วนหนังสือพิมพ์โครเนนไซทุงของประเทศรัสเซีย ระบุว่าอาจเป็นกลุ่มก่อการร้ายอิสลามที่ปราชัยเพื่อกระตุ้นให้นาโต้โจมตีรัฐบาลซีเรีย[20]