ナチスは1939年後半に大量殺戮を目的とした有毒ガスの実験を開始しました。「安楽死」の名のもとに、化学製造された純粋な一酸化炭素ガスを使用して精神病患者が殺害されたのです。1941年6月にドイツ軍がソ連に侵攻し、アインザッツグルッペン（移動虐殺部隊）が一般市民を大量射殺した後、ナチスはガストラックによる大量殺戮の実験を行いました。ガストラックとは、密閉されたトラックの車内に排気ガスを送り込むように改造されたものです。アインザッツグルッペン（移動虐殺部隊）は、数十万人もの人々をガスで殺害しました。犠牲者のほとんどはユダヤ人でしたが、ロマ族（ジプシー）や精神病患者も含まれていました。1941年、親衛隊はガス処刑を目的としてユダヤ人を絶滅収容所に移送することが、「最終的解決」を達成するための最も効率的な方法であると結論を下しました。その同年、ナチスはポーランドにヘウムノ収容所を開設しました。ポーランドのウッチ地区から移送されたユダヤ人とロマ族は、ここのガストラックで殺害されました。

1942年には、ポーランドのベルジェツ、ソビボル、トレブリンカの絶滅収容所に設けられたガス室で、ディーゼルエンジンからの一酸化炭素ガスを使用した組織的な大量殺戮が始まりました。犠牲者が家畜運搬車から降ろされると、彼らは「シャワー」で体を洗浄しなければならないと言われたのです。ガス室にできるだけ多く詰め込むために手を挙げた状態で「シャワー」に入るよう命じられた犠牲者に対して、ナチスとウクライナ人の看守たちは罵声を浴びせ、暴力をふるうこともありました。ガス室にぎっしり詰め込むほど、犠牲者の窒息死が早まったのです。ナチスは常に、より効率的な絶滅の方法を探し求めていました。ポーランドのアウシュビッツ強制収容所では、空気に触れると致死性ガスに変わるツィクロンBというペレット剤（以前は燻蒸用に使用されていたもの）の実験を行いました。ツィクロンBは最も即効性のある方法であることが認められ、アウシュビッツでの大量殺戮の方法として採用されました。移送者数が最も多い時期には、アウシュビッツ収容所で毎日6千人ものユダヤ人がガス室に送られていました。シュトゥットホーフ、マウトハウゼン、ザクセンハウゼン、ラーフェンスブリュックなどの強制収容所は、絶滅収容所として特別に設計されてはいませんでしたが、小規模なガス室を備えていました。