قالت وزارة الدفاع الروسية إنه وفقاً لمعطيات وسائل الرصد الروسية للمجال الجوي السوري، فإن طائرات سورية "قصفت مستودعاً كبيراً لذخيرة المسلحين وأكداس من السلاح في الأطراف الشرقية من بلدة خان شيخون"، والذي "يحتوي على ورش لتصنيع قنابل محشوة بالمواد السامة".
وأكدت الوزارة أن ذخيرة الأسلحة الكيميائية "كانت تنقل باستمرار من المستودع في خان شيخون إلى المسلحين في العراق"،  في حين تم إثبات استخدام الإرهابيين لهذه الذخائر مراراً من قبل المنظمات الدولية والسلطات العراقية.

وقال نائب وزير الخارجية السوري فيصل المقداد إن دمشق قدمّت معلومات عن إدخال النصرة لمواد سامة إلى سوريا وتخزينها للقيام بهجوم كيماوي، اتهم المسلحين وبريطانيا وفرنسا وتركيا والسعودية بالوقوف وراء ارتكاب جريمة الهجوم الكيماوي في بلدة خان شيخون الثلاثاء.

 وأكد أنه لن يكون هناك قرار في مجلس الأمن الذي سيجتمع الأربعاء بناء على طلب من بريطانيا وفرنسا لبحث الهجوم، مشيراً إلى أن أصدقاء سوريا كثر ويعرفون أن سوريا لا يمكن أن تقوم بهذا العمل. 

 ودعا المقداد المبعوث الأممي إلى سوريا ستافان دي ميستورا إلى التعقّل وممارسة دور الوسيط النزيه وألا يكون طرفاً مع الارهاب. 
 وقال إن "المجموعات المسلحة ومشغلوّها في بريطانيا وفرنسا وتركيا والسعودية هم من ارتكبوا هذه الجريمة". 

 كما دعا المجتمع الدولي إلى محاسبة الأطراف التي ارتكبت هذه الجريمة، وقال إن نقاشات مؤتمر بروكسل الذي سيعقد الأربعاء ستكون لفبركة اتهامات ضد سوريا. 
 واعتبر أن التضحية بأرواح المدنيين السوريين بهذا الشكل لكسب أهداف سياسية هي سياسة رخيصة، مشيراً إلى تصريح الرئيس التركي رجب طيب أردوغان قائلاً "لفتنا تصريح رئيس النظام التركي وهو الذي قتل عشرات الآلاف من الشعب السوري". 
 وقال المقداد "نشهد واحدة من الهجمات التي تكررت خلال الأسابيع والأشهر الأخيرة"، وأضاف أن الجيش السوري لا يملك أسلحة كيميائية وهو لم يستخدم يوماً أسلحة كهذه، مؤكداً أن بلاده نفذّت كل التزاماتها تجاه منظمة حظر الأسلحة الكيميائية والمنظمة اعترفت بذلك، كما اعتبر أن "انتصار حلب وانجازات الجيش السوري في محيط دمشق وحماهو وراء الهجمة التي نشهدها".