纳粹建立屠杀中心的目的是为了提高大规模屠杀的效率。与主要作为拘留和劳工中心的集中营不同,屠杀中心(也称为“灭绝营”或“死亡营”)几乎是专门的“死亡工厂”。德国党卫军和警察使用注入毒气令人窒息或枪杀的方式,在屠杀中心杀害了大约 270 万犹太人。1941 年 12 月,在被德国吞并的波兰领土上,第一个屠杀中心海乌姆诺 (Chelmno) 开始投入使用。大量犹太人以及一些罗姆人(吉普赛人)在海乌姆诺的移动毒气车中遇害。1942 年,纳粹启用了贝乌热茨 (Belzec)、索比堡 (Sobibor) 和特雷布林卡 (Treblinka) 三个屠杀中心(并称为莱茵哈德行动 (Operation Reinhard) 集中营),用以有组织地屠杀波兰犹太人。1942 年 3 月至 1943 年 11 月间,党卫军及其党羽在“莱茵哈德行动”屠杀中心杀害了大约 1,526,500 名犹太人。

绝大多数被驱逐者一抵达屠杀中心就立即被送到毒气室杀害。规模最大的屠杀中心是奥斯威辛-比克瑙 (Auschwitz-Birkenau) 灭绝营,到 1943 年春天为止,该灭绝营共有四间毒气室(使用齐克隆 B 毒气)投入使用。在移送的高峰时期,每天有多达 6,000 名犹太人死于波兰奥斯威辛-比克瑙灭绝营的毒气室内。截至 1944 年 11 月,共有一百多万名犹太人、数万名罗姆人、波兰人以及苏联战俘在该灭绝营遇害。党卫军将屠杀中心视为最高机密。为了毁灭用毒气进行屠杀的一切证据,他们强迫特别囚犯分队将尸体移出毒气室并进行焚烧。他们还对一些屠杀中心的地面进行重新粉刷或伪装,企图掩饰他们屠杀数百万受害者的证据。