Cuộc tàn sát được tiến hành có hệ thống trên toàn bộ lãnh thổ bị Quốc Xã chiếm đóng. Tại 35 quốc gia ở Âu châu có người Do Thái và những nạn nhân khác bị bắt và đưa đến các trại lao động tại một số nước, và đến các trại hành quyết tại những nơi khác. Những vụ hành quyết tập thể xảy ra nhiều nhất tại
Đông Âu và Trung Âu, năm 1939, trong số hơn 6 triệu người Do Thái thiệt mạng, có khoảng 5 triệu người bị giết tại đây, trong đó có
3 triệu người chết ở Ba Lan và hơn 1 triệu người chết ở Liên Xô. Hàng trăm ngàn người khác bị giết ở Hà Lan, Pháp, Bỉ, Nam Tư và Hi Lạp.
Cuộc thảm sát được tiến hành mà không có ngoại lệ nào dành cho trẻ em hoặc trẻ sơ sinh; thường thì nạn nhân bị tra tấn trước khi bị giết. Quốc Xã tiến hành những cuộc thí nghiệm độc dược trên tù nhân, kể cả trẻ em. Bác sĩ Joseph Mengele, sĩ quan quân y tại trại Auschwitz và là sĩ quan quân y trưởng tại trại Birkenau, được biết tiếng là “Sứ giả Thần Chết” do những thí nghiệm y khoa thực hành trên tù nhân như cố đổi màu mắt bằng cách chích thuốc nhuộm vào mắt người tù.Aribert Heim, một bác sĩ khác làm việc tại trại Mauthausen, được gán cho biệt danh “Bác sĩ Thần Chết”.
Lính canh tại các trại tập trung mỗi ngày đều đánh đập và tra tấn tù nhân. Phụ nữ bị buộc vào các nhà thổ phục vụ lính SS. Tù binh Nga bị dùng làm vật thí nghiệm như bị nhúng vào nước đá hoặc bị nhốt trong phòng áp lực, rút hết không khí để xem họ có thể kéo dài sự sống bao lâu nhằm tìm ra cách bảo vệ phi công Đức.
Những người đồng tính luyến ái nam chịu đựng nhiều sự ngược đãi thô bạo trong các trại tập trung, không chỉ bởi lính Đức mà còn bởi những người tù khác, nhiều người đồng tính bị đánh đập đến chết. Lính Đức cũng thường dùng những người đồng tính nam làm bia tập bắn, họ bị buộc phải mặc áo có hình tam giác hồng, và lính Đức nhắm vào đó mà nổ súng.
Trong qui trình phân loại, trẻ em được chia thành hai nhóm: đủ sức làm việc và không đủ sức. Trẻ em được xem là đủ sức khỏe mang số tù bị xăm trên người và mặc đồng phục. Chúng bị gởi đến làm việc tại các xưởng đạn, thường khó có thể sống sót quá vài tuần do khối lượng công việc quá sức và do thức ăn thiếu thốn, cũng như điều kiện vệ sinh tồi tệ trong trại.
Trẻ không đủ sức làm việc, hầu hết là trẻ nhỏ, bị đưa vào phòng hơi ngạt. Có một số trẻ nhỏ, nhất là trẻ sinh đôi, bị giao cho các “bác sĩ” trong trại sử dụng trong các thí nghiệm y khoa.
Tại trại tập trung Auschwitz, Bác sĩ
Josef Mengele nổi tiếng do tiến hành các thí nghiệm y khoa trên cơ thể người sống, gồm có nhốt tù nhân vào phòng áp suất, dùng họ thử các loại dược phẩm khác nhau, bắt họ chịu rét cóng đến chết, cũng như tiến hành một số tổn thương chết người khác trên người tù. Mengele đặc biệt ưa thích làm thí nghiệm với người sinh đôi, dân du mục Di-gan, người lùn và trẻ nhỏ.
Hầu hết những thí nghiệm của Mengele
đều có giá trị khoa học, chẳng hạn như những cố gắng biến đổi màu mắt bằng cách tiêm hóa chất vào mắt trẻ em, dùng phẫu thuật để đoạn chi và những cắt xẻ tàn bạo khác.
Không thể nào hiểu biết đầy đủ về những thí nghiệm của Mengele. Hai xe tải chứa đầy những ghi chép của Mengele gởi Bác sĩ Otman von Verschuer ở Viện Kaiser Wilhelm đã bị huỷ. Những nạn nhân còn sống sót sau khi thí nghiệm đều bị giết chết.
Mengele thích sử dụng trẻ em thuộc chủng tộc Roma trong các cuộc thí nghiệm, mang cho chúng kẹo và đồ chơi rồi đưa chúng vào phòng hơi ngạt. Chúng gọi Mengel là “Onkel Mengele.” Một nữ tù người Do Thái tại trại Auschwitz chăm sóc cho 50 cặp trẻ sinh đôi người Roma thuật lại:
"Tôi đặc biệt nhớ đến trường hợp một cặp sinh đôi tên Guido và Ina, chúng khoảng bốn tuổi. Vào một ngày, Mengele đến đem chúng đi. Khi được trả về, chúng ở trong tình trạng kinh hoàng: bị khâu dính lại với nhau ở phần lưng, trông giống như cặp sinh đôi Siam. Vết thương bị nhiễm trùng và rỉ mủ. Chúng kêu khóc cả ngày lẫn đêm. Cha mẹ chúng – tôi nhớ tên người mẹ là Stella – phải cố xoay xở một ít morphine để giết con mình nhằm giải thoát chúng khỏi đau đớn."
Không có con số chính xác những nạn nhân Do Thái bị thảm sát. Con số được biết đến nhiều nhất là sáu triệu người được trích dẫn bởi Adolf Eichmann, một sĩ quan cao cấp của lực lượng SS.
Hầu hết những nhà nghiên cứu xác nhận con số nạn nhân là từ năm đến sáu triệu người!
