東京消防庁には事件発生当初、「地下鉄車内で急病人」の通報が複数の駅から寄せられた。次いで「築地駅で爆発」という119番通報と、各駅に出動した救急隊からの「地下鉄車内に異臭」「負症者多数、応援求む」の報告が殺到したため、司令塔である災害救急情報センターは一時的にパニック状態に陥った。

この事件では特別区（東京23区）に配備されている全ての救急車が出動した他、通常の災害時に行われている災害救急情報センターによる負症者搬送先病院の選定が機能不全となり、現場では、救急車が来ない、救急車が来ても搬送が遅々として進まない、という状況が見られた。

大災害や戦争の際にも機能できる病院として設計されていた聖路加国際病院は事件認知後、当時の院長であった日野原重明の判断により直ちに当日の全ての外来受診を中止して被害者の受け入れを無制限に実施し、被害者治療の拠点となった<ref>このときの顛末はNHKのドキュメンタリー番組『プロジェクトX〜挑戦者たち〜』でも取り上げられた</ref>。又、済生会中央病院にも救急車で被害者が数十名搬送され、一般外来診療は直ちに中止。その後、警察から検証の為にとの理由で、被害者の救急診療に携わった病院スタッフの白衣などが押収された<ref>検証後、返却出来る物品は返されている</ref>。虎の門病院も、数名の重症被害者をICU(集中治療室)に緊急入院させ、人工呼吸管理、大量のPAM投与など高度治療を行うことで治療を成功させた。また、翌日の春分の日の休日を含め特別体制で、数百人の軽症被害者の外来診療を行った<ref>この際、drug dex,poison dexというアメリカの医薬品情報からも米軍事演習の事故でのサリン中毒患者への具体的な治療法を入手し、下記のファックスと共に治療の参考とした</ref>。

また、聖路加国際病院から「大量のPAMが必要」と連絡を受けた薬品卸会社は、首都圏でのPAMの在庫が病院も含めほとんどなかったことから、西日本の各営業所および病院にあるPAMの在庫を東京に緊急輸送する為、東海道新幹線に社員を乗せ、停車駅ホームで在庫のPAMを受け取り、輸送する緊急措置が取られ、陸上自衛隊衛生補給処からもPAM2,800セットが送られた。またPAMを製造する住友製薬は、自社の保有していたPAMや硫酸アトロピンを関西地区から緊急空輸し羽田からはパトカー先導にて治療活動中の各病院に送達した。PAMは赤字の医薬品であったが、系列の住友化学にて有機リン系農薬を製造していたため、会社トップの決断で、有機リン薬剤を作っている責任上解毒剤も用意しておくのは同社の責任だとして毎年製造を続けていた。 有機リン系農薬中毒の治療に必要なPAMの本数は一日2本が標準であるが、サリンの治療には、2時間で2本が標準とされる。

当時サリン中毒は医師にとって未知の症状であったが、信州大学医学部附属病院第三内科（神経内科）教授の柳澤信夫がテレビで被害者の症状を知り、松本サリン事件の被害者の症状に酷似していることに気付き、その対処法と治療法を東京の病院にファックスで伝えたため、適切な治療の助けとなった。一方で、「急病人」「爆発火災」「異臭」という通報で駆けつけた警察官や消防官の多くは、サリンに対してはまったくの無防備のまま、地下鉄駅構内に飛び込み、救急救命活動に当たったため、多数の負症者を出した<ref name=no9>そのため、消防官や警察官、病院スタッフにも多数の二次被害が発生、消防・救急隊員の負症者は135名にのぼり、警察官にも多くの負症者が発生した。さらに、現場で負症者の除染が行われなかったために、搬送先病院でも負症者に付着したサリンが気化し、医療関係者を襲うという二次被曝も発生した</ref>。

この事件は、目に見えない毒ガスが地下鉄で同時多発的に撒かれるという状況の把握が非常に困難な災害であり、トリアージを含む現場での応急救護活動や負症者の搬送、消防・救急隊員などへの二次的被害の防止といった、救急救命活動の多くの問題を浮き彫りにした。