Durante o Holocausto, as SS assassinaram pelo menos 152.000 pessoas no centro de extermínio de Chelmno, situado a cerca de 50 quilômetros a noroeste de Lodz, na Polônia. Foi a primeira instalação fixa em que o gás tóxico foi usado para o extermínio em massa de judeus. O centro de extermínio consistia em uma antiga fazenda senhorial na cidade de Chelmno e na clareira de uma floresta que ficava próxima. As autoridades e os guardas do campo ficavam instalados em algumas das construções da cidade. A propriedade e o acampamento na floresta eram cercados por altas cercas de madeira.

As SS e a polícia começaram a executar as operações de extermínio em Chelmno no dia 8 de dezembro de 1941. No início, as vítimas eram residentes de áreas próximas, levados até Chelmno por caminhões. Os oficiais das SS, que usavam jalecos brancos de médicos, diziam aos deportados que eles iriam para a Alemanha para lá trabalhar, mas que antes de partir precisavam tomar um banho desinfetante. Os judeus eram levados até a mansão, onde eram forçados a se despir e a entregar seus parcos pertences. Os guardas empurravam os prisioneiros nus para uma rampa inclinada, que terminava no bagageiro de um caminhão onde cabiam 50 a 70 pessoas. Quando o caminhão estava cheio, as portas eram fechadas e seladas. Um mecânico encaixava um tubo no escapamento e ligava o motor, bombeando o monóxido de carbono para dentro da carroceria, assassinando todos que ali estavam por asfixia. Quando o tubo era desencaixado, o caminhão cheio de cadáveres era levado até a clareira na floresta, onde os corpos eram jogados em enormes escavações. Os prisioneiros que por acaso ainda estivessem vivos eram mortos a tiros.

A partir de 16 de janeiro de 1942, as SS e a polícia começaram a deportar os judeus do gueto de Lodz para Chelmno utilizando vagões ferroviários de carga lotados. Aqueles transportes incluíam judeus vindos da Alemanha, Áustria, Boêmia e Morávia, e Luxemburgo. Além dos judeus, outras vítimas assassinadas em Chelmno foram milhares de ciganos roma, além de centenas de prisioneiros de guerra poloneses e soviéticos. Dezenas de prisioneiros judeus eram forçados a remover os cadáveres dos caminhões de gás e a jogá-los nas covas coletivas. Como as covas se enchiam rapidamente, o cheiro de corpos decompostos começou a invadir as aldeias vizinhas, no verão de 1942 as SS e a polícia ordenaram que os corpos passassem a ser queimados ao ar livre, em "fornos" feitos com trilhos de trem. Periodicamente, as SS e os oficiais da polícia assassinavam os trabalhadores escravos exaustos e os substituíam pelos recém-chegados.

As SS e a polícia realizaram operações de extermínio em Chelmno até março de 1943, e novamente em junho/julho de 1944, para facilitar a eliminação dos inúmeros prisioneiros trazidos do gueto de Lodz. A partir de setembro de 1944, para ocultar do mundo as evidências da prática de extermínio em massa, os nazistas forçaram um grupo de prisioneiros judeus a exumar e cremar todos os cadáveres que haviam sido jogados em enormes covas coletivas. Quando o trabalho macabro foi concluído, as SS e a polícia mataram a tiros metade daquele destacamento de oitenta escravos judeus. No dia 17 de janeiro de 1945, à medida que o exército soviético se aproximava, os alemães, com medo, fugiram daquele centro de extermínio.