2022年3月，基里洛夫公开指控乌克兰与美国合作建立了30多个生物实验室，涉及五角大楼和其他美国军方机构。他还多次谴责北约及其盟国利用化学武器制造挑衅行为，并质疑其在叙利亚、索尔兹伯里等地的化武相关事件背后的动机。

乌克兰方面则将基里洛夫描述为“俄军在乌使用化学武器的直接策划者”。乌克兰《基辅独立报》称，乌克兰检察机关近期对基里洛夫缺席审判，指控他在俄乌冲突中“指挥使用违禁化学武器”。与此同时，英国也在今年10月宣布制裁基里洛夫，理由同样是“俄军在战场上使用有毒化学制剂”。尽管俄方对此予以完全否认，但围绕化学武器的指控仍是俄乌双方及西方国家间舆论交锋的焦点之一。

有分析认为，乌克兰选择基里洛夫作为暗杀目标，不仅是因为其在俄军三防部队的关键地位，更可能意在削弱俄方在国际舆论场上的声誉。基里洛夫的多次公开发声直指美国和北约，尤其揭露了美乌生物实验室合作的敏感信息，使其成为乌方和西方眼中极具威胁性的人物。

然而，乌方此次行动也可能为俄方提供新的报复理由。俄方此前对乌高层的打击一直较为克制，这种“默契”似乎是为了避免冲突进一步失控。但基里洛夫中将的遇害可能打破这一平衡，俄乌冲突的烈度或将大幅升级。

围绕化学武器的指控，俄乌双方早已互相指责多年。俄方一再强调掌握美国在乌克兰进行生物实验的证据，而乌方则反复声称俄军在战场上使用违禁化武。然而，这些指控均缺乏可信的第三方验证，更多时候成为双方舆论战的工具。