Os nazistas estabeleceram os centros de extermínio para que os assassinatos em massa por eles perpetrados acontecessem de forma mais rápida e eficaz. Diferentemente dos campos de concentração, que serviam principalmente como centros de detenção e de trabalho escravo, os centros de extermínio (também conhecidos como "campos de extermínio" ou "campos de morte") eram quase que exclusivamente "fábricas de morte em grande escala". Neles, as SS e a polícia alemã assassinaram cerca de 2.700.000 judeus, seja por asfixia com o uso de gáses venenosos ou por fuzilamento. O primeiro centro de extermínio criado foi o de Chelmno, inaugurado em dezembro de 1941 na área polonesa anexada à Alemanha. Lá foi assassinado um grande número de judeus e, em menor escala, ciganos; eles eram presos em caminhões que injetavam gases tóxicos na carroceria herméticamente fechada onde eles eles eram amontoados como carga pelos nazistas. Em 1942, os nazistas inauguraram os centros de extermínio de Belzec, Sobibor e Treblinka --conhecidos coletivamente como os campos da Operação Reinhard -- para o assassinato sistemático dos judeus poloneses. Nos campos de extermínio da Operação Reinhard, as SS e seus auxiliares assassinaram cerca de 1.526.500 judeus entre março de 1942 e novembro de 1943.

Praticamente todos os prisioneiros que chegavam aos centros de extermínio eram enviados de imediato para a morte nas câmaras de gás. O maior campo de extermínio era o de Auschwitz-Birkenau, na Polônia, o qual no início de 1943 já possuía quatro câmaras em operação utilizando o gás venenoso Zyklon-B. Nos auge das deportações, mais de 6.000 judeus eram asfixiados diariamente naquela "fábrica de morte". Da data de sua inauguração até novembro de 1944, mais de um milhão de judeus e dezenas de milhares de ciganos, poloneses e prisioneiros de guerra soviéticos ali foram assassinados. As SS consideravam os centros de extermínio como assunto ultra-secreto. Para destruir todos os rastros das operações de assassinato em massa por gás efetuados pelos alemães, unidades especiais de prisioneiros eram obrigadas a remover os corpos de seus companheiros de dentro das câmaras de gás e depois crema-los. Para esconder as evidências de suas atrocidades, e covardemente fugindo da sua responsabilidade pela morte de milhões de seres humanos, os nazistas tentaram mudar a aparência de vários daqueles centros de assassinato, embelezando-os ou camuflando-os.