En "djupundersökning" kommer att undersöka påståenden som gjorts av Veracruz guvernör Miguel Angel Yunes Linares på måndag, ministeriet för hälsovård sade.
Han påstod att falsk medicin hade köpts och använts på statliga sjukhus under hans föregångare Javier Duarte.
Duarte har varit på flykt från myndigheterna sedan oktober.
Den f.d. guvernören, som valdes 2010, har inte setts sedan en vecka efter att han avstod från anklagelserna om korruption.
Han har åtalats för organiserad brottslighet och penningtvätt, men det finns uppmaningar till justitieministern att väcka åtal för de senaste anklagelserna.
I måndags berättade Yunes Linares för en presskonferens att en undersökning av oegentligheter och korruption under Duarte hade avslöjat medicinska bedrägerier.
"Vi har tester på en medicin som ges till barn, en pediatrisk kemoterapi som egentligen inte var en medicin, det var en inert substans, praktiskt taget destillerat vatten," sade han.
"Detta förefaller oss verkligen vara ett brutalt brott, ett försök mot barnens liv. Vi avslutar vår analys och vid lämplig tidpunkt kommer vi att lämna in rättsliga klagomål."
Yunes Linares hävdade också att det hade förekommit otillräckliga tester för att upptäcka hiv och förekomsten av föråldrade läkemedel.
Anklagelserna har chockat Mexiko.
"Det är absolut omänsklig, kriminell," Senator Roberto Gil Zuart sade, enligt mexikanska nyhetssajt Quadratin.
Mexikos hälsominister JosÃ© Narro Robles har lovat att agera på "de inblandade personerna eller företagen" om oegentligheter eller ansvar upptäcks, ministeriet sade i ett uttalande på onsdag.
Mexikanska myndigheter ska undersöka påståenden barn slåss cancer fick "destillerat vatten" i stället för kemoterapi.