1939年にドイツがここを占領すると、ドイツはその名前をアウシュビッツと変更した（図右下 KL AUSCHWITZ KLはナチス強制収容所の略)。アウシュビッツ第一強制収容所が設立されたのは1940年である。もともとそこにあったポーランド軍兵営の建物を接収してつくられた。
設立の目的は、ドイツが危険とみなしたポーランド人政治犯を収容するためであった。その中には、インテリ、文化人、学者、将校などがいた。最初はポーランド人だけを送り込んでいたが、やがて他の国の人々やジプシー（ロマ）、ソ連軍捕虜なども送り込まれるようになった。収容所の入り口には“ARBEIT MACHT FREI（働けば自由になる）”という皮肉な看板が掲げられている。収容所は当初１４棟の１階建て、６棟の２階建ての２０棟であったが、その後、すべて２階建ての２８棟に増築された。建設作業は収容されていた囚人約１万６０００人を使って行われた。
１９４１年からは、アウシュビッツから３キロメートルほど離れたところに新しい強制収容所が建設された。ドイツはここをビルケナウ（第二アウシュビッツ）と呼んだ（図左上 BIRKENAU ）。ビルケナウの規模はアウシュビッツとは比較にならないくらい大きい（約1㎞×2㎞ ≒１７５ｈａ）。ここには300棟以上のバラックがあったが、現在残っているのは45棟のれんが造りと、22棟の木造の囚人棟のみ。そのほかは証拠隠滅のため撤退直前に破壊され、いまはレンガ造りの煙突しか残っていない。ビルケナウには、おもにユダヤ人が収容された。1944年8月の記録には、その数は10万人に上ったとある。
1942年から、アウシュビッツ・ビルケナウはもう一つの役割を担うようになった。すなわち、ヨーロッパに住むユダヤ人を虐殺するための「ユダヤ人絶滅センター」となったのである。最終的にはヨーロッパ全域から110万人のユダヤ人が送り込まれた。内訳は、
ハンガリーから43万8千人、
ポーランド国内から30万人、
フランスから6万9千人、
オランダから6万人、
ギリシャから5万5千人
などとなっている（アウシュビッツ資料より）。
彼らは東ヨーロッパに移住させられると信じてここに連れてこられた。特にギリシャとハンガリーのユダヤ人たちはだまされ、ナチスから存在しない農場や土地、商店などを購入していた。移住すると思わされていたユダヤ人たちは、自分の財産の最も価値のあるものを持参していた。ユダヤ人の中には、貨車に身動きできないほど詰め込まれ、食料なしで７日間から１０日も旅をさせられた者もいた。今も残る第二アウシュビッツの鉄道引き込み線には、当事の貨車が残っている。
収容所に着くと、ダヤ人はただちに親衛隊（ＳＳ）医師によって労働に適するかどうか「選別」され、適さないと判断された者はすぐガス室送りとなった。老人・病人・妊婦・子どもには生きる権利が与えられなかった。送り込まれたユダヤ人の７０～７５％はファイルに登録されることもなく、また、建物に収容されることもなくガス室室に送られた。
アウシュビッツ・ビルケナウの収容所に連行された人数は、少なくとも130万人に及ぶという。
そのうちすぐガス室送りになった者が90万人。
一方、登録された囚人（そのほとんどは強制労働をさせられた）は40万人で、その内訳は、
ユダヤ人 20万人
ポーランド人 15万人
ジプシー 2万3000人
ソ連軍捕虜 1万2000人
チェコ人 7000人
ベラルーシ人 6000人
フランス人 4000人
ドイツ人・オーストリア人 2500人
ロシア人 1500人
スロベニア人 800人
ウクライナ人 600人
等々。
その他、ほとんどのヨーロッパの国々の人々がここに収容されていたという（アウシュビッツ資料より）。
鉄道引き込み線の一番奥にはガス室や焼却炉があったが、これも撤退するときに証拠隠滅のため破壊され、現在はその残骸しか残っていない。1945年1月27日にソ連軍によってアウシュビッツ・ビルケナウが解放されたとき、解放された囚人7500人のうち、500人以上が子どもだったという。
