纳粹将索比堡的营地建造成长方形,长1969英尺,宽1312英尺。营地四周围环以由带刺铁丝网和树枝相间而成的栅栏。这种设计是为了防止外界窥视营地内部情况。灭绝营分为三部分:办公区、接收区和灭绝区。运送进来的犹太人被直接带到接收区。灭绝区拥有毒气室、掩埋尸体的壕沟以及为在此工作的犹太囚徒准备的住房。毒气室的建造形同浴室,每次可以容纳160到180人,使用一氧化碳气体做燃料。
1942年4月,党卫军第一中尉弗朗茨·施坦格尔被任命为索比堡灭绝营的指挥官。他的职员包括:20到30名党卫军士兵(其中许多人参与过“安乐死计划”)和90到120名乌克兰人。
抵达索比堡的最强壮的犹太人被分配到犹太工作组。他们的工作是服侍营地职员,执行有关处理新来者的任务。前后有大约1000名囚徒在工作组劳动。
然而,大多数被送到索比堡的犹太人立即遇害了。火车一抵达索比堡,犹太人就被告知已抵达一座前往各个劳动营的中转营。在开始下个旅程之前,他们需要淋浴和消毒衣物。接着男女分开,儿童跟母亲走。纳粹命令受害者脱掉衣服,交出贵重物品。然后,犹太人被赶着跑向毒气室。纳粹捶打他们,向他们吼叫,并向他们射弹警告。每次赶进毒气室的犹太人约在450到550人之间。
室内受害者人数一旦达到最满,毒气室便被封闭,毒气随后就沿着管道输送进来。20到30分钟之内,里面的人就全部死亡。犹太工作组(即所谓的“特遣队”)负责搬运尸体,拔掉所有金牙,再掩埋死尸。从抵达到埋葬,整个过程只需两到三个小时。在那段时间内,囚徒被强迫清理火车车厢。清理完毕,火车开走,另外20列车厢又开进营地。
没有立即被送进毒气室的犹太人则要经历一种“拣选”程序,且以后天天要经历。只有为数不多的人能够幸存数月以上。
在索比堡灭绝营完工前,对犹太人的谋杀就已经开始了。1942年4月中旬,从克拉科夫劳动营运来了250名犹太人,他们在毒气室中遇害。索比堡一落成,灭绝过程的第一阶段便开始了,这一阶段从1942年5月初持续到7月末。来自捷克斯洛伐克、德国、奥地利和波兰卢布林地区的犹太人被运送进来。约90,000-100,000犹太人遇害。7月底,为了修复从卢布林到海乌姆的铁路线,运输暂时中断。纳粹利用这次间歇又建立了三座毒气室,因为他们发现现有的毒气室每次不能毒杀足够多的人,行动效率不高。新毒气室一次容纳的人数是以前的两倍。在此期间,施坦格尔被调往特雷布林卡灭绝营,索比堡由弗朗茨·赖希施莱特纳接管。
1942年10月,索比堡的运输重新开始。同年末,纳粹为了隐瞒迄今犯下的杀戮,将尸体挖出并焚毁。1943年3月,4000名犹太人分四批从法国运抵索比堡。到6月,来自卢布林和东加利西亚地区的70,000-80,000犹太人,以及来自“普通政府”的145,000-150,000犹太人被驱逐到索比堡。在3月至7月间,约35,000名来自荷兰的犹太人抵达这里。他们被迫写信告诉亲属,说他们来到了一座劳动营。但一写完信,他们就遇害了。到1943年10月底,来自斯洛伐克的25,000名犹太人在营地遇害。最后一批受害者于1943年9月抵达,共有大约14,000人。他们来自维也纳、明斯克和利达的隔都。
在索比堡运营的一年半期间,囚徒几次试图逃跑。有些人逃跑成功,但纳粹处决了更多的囚徒作为惩罚。1943年7、8月间,囚徒成立了一个地下组织,由莱昂·费尔德亨德勒领导,他以前是茹乌凯夫的犹太居民委员会领导人。他们计划发动起义,让大批人逃离索比堡。9月底,苏联的犹太战俘被从明斯克带到索比堡。其中就有中尉亚历山大·佩切尔斯基,他加入这个地下组织,成为领导人,费尔德亨德勒则当他的副手。该组织策划杀死党卫军士兵,夺取他们的武器,打出灭绝营。起义于1943年10月14日爆发。囚徒杀死了11名党卫军和几名乌克兰人。大约300名囚徒得以逃脱,但其中大多数人遭到追击和杀害。没有参与逃亡的囚徒也被杀害。约50名逃亡者幸存到战后。
1943年2月,海因里希·希姆莱视察索比堡,观看了灭绝过程。此后,他决定将索比堡改造成集中营。但在10月的起义之后,这些计划有了改变。纳粹决定摧毁索比堡。他们清理了整片土地,再种上庄稼。一队乌克兰营地警卫迁到这里。
1965年,参与索比堡运行的11名党卫军成员被送往西德哈根受审。1人被判终身监禁,5人被判三至八年的有期徒刑,4人宣告无罪,1人自杀。波兰政府将索比堡改建成一个国家纪念场所。