Сначала Майрановский испробовал безвкусовые производные иприта. Причем, он начал экспериментировать с этими веществами даже раньше, чем его коллеги в нацистской Германии, где впервые эксперименты с ипритом были проведены на заключенных Заксенхаузена в 1939 году. Результаты экспериментов Майрановского с производными иприта закончились неудачно: яд обнаруживался в трупах жертв. Нацистским коллегам Майрановского было проще: производное иприта «Циклон Б» срабатывало в лагерях смерти эффективно, и не было необходимости скрывать его применение.

Больше года ушло у Майрановского на «работу» с рицином – растительным белком, содержащимся в семенах клещевины. Поскольку пробовались разные дозы рицина, остается только гадать, сколько жертв погибло при этих экспериментах. Действие каждого из других ядов – дигитоксина, таллия, колхицина – опробовалось на 10 «подопытных». За мучениями жертв, не умерших сразу, экспериментаторы наблюдали в течение 10—14 дней, после чего «подопытных» убивали. В конце концов, был найден яд с требуемыми свойствами – «К-2» (карбиламинхолинхлорид). Он убивал жертву быстро и не оставлял следов. Согласно показаниям очевидцев, после приема «К-2» «подопытный» делался «как бы меньше ростом, слабел, становился все тише. И через 15 минут умирал».

Для проверки надежности для яда К-2 устроили «независимую экспертизу»: труп одного из отравленных ядом был привезен в морг института им. Склифосовского, и там патологоанатомы произвели обычное вскрытие. Диагноз ничего не подозревающих врачей был однозначный: человек умер от острой сердечной недостаточности.

В 1942 году Майрановский обнаружил, что под влиянием определенных доз рицина «подопытный» начинает исключительно откровенно говорить. Майрановский получил одобрение руководства НКВД-НКГБ работать над новой темой – «проблемой откровенности» на допросах. Два года ушло на эксперименты лаборатории Майрановского по получению «откровенных» и «правдивых» показаний под влиянием медикаментов. Были безрезультатно опробованы хлоралскополамин и фенаминбензедрин. Допросы с использованием медикаментов проводились не только в лаборатории, но и в обеих тюрьмах Лубянки, №1 и 2.

Помимо самих ядов, проблемой был и способ введения их в организм жертвы. Сначала яды подмешивались к пище или воде, давались под видом «лекарств» до и после еды или вводились с помощью инъекций. Было опробовано и введение яда через кожу – ее обрызгивали или смачивали ядовитым раствором.

Потом пришли идеи трости – колки и стреляющей авторучки. На разработку отравленных маленьких пуль для этих устройств, эффективно убивающих жертву, было потрачено много времени и усилий.

После окончания войны Майрановский и два других сотрудника лаборатории были посланы в Германию для розыска немецких экспертов по ядам, экспериментировавших на людях. Майрановский вернулся в Москву убежденным, что достижения нацистских экспертов в этой области были гораздо меньшими, чем советских.

По заданию Берия «Майрановский до конца 1949 года занимался разработкой вопроса об отравлении пылеобразными ядовитыми веществами через вдыхаемый воздух». Общее количество жертв экспериментов с ядами, проводившихся в лаборатории Майрановского достигало более 250 человек. Среди тех, кто расстался с жизнью в пресловутой «Камере», были не только наши зэки, получившие «вышку». Здесь нашли смерть и германские, и японские военнопленные, поляки, корейцы, китайцы, обвиненные в шпионаже.

Но был шкафчик с ядами и у Генриха Ягоды, с которого «Спецлаборатория Х», собственно, и началась еще в 1917г. И эту работу с ядами Ильич считал архиважной для революции, словно наперед знал, что яд когда-нибудь потребуется и ему.