Chelmno fut ouvert en décembre 1941. Son premier commandant fut Herbert Lange. Le camp était divisé en deux parties: une section administrative avec les baraques et les hangars de stockage des biens appartenant aux victimes et le site d'extermination avec ses bûchers et fosses communes. Trois camionnettes transformées en chambres à gaz mobiles servaient à exterminer les victimes par injection de monoxyde de carbone. Le camp commença ses activités le 7 décembre 1941 et s'arrêta en mars 1943. Il reprit ses activités d'extermination le 23 juin 1944 et s'arrêta définitivement le 17 janvier 1945. On estime qu'entre 150 et 300.000 personnes y furent exterminées, en grande majorité des juifs.

Chelmno (nom germanisé: Kulmhof) est une petite ville située à environ 80 km. De la ville de Lodz. C'est à cet endroit qu'eurent lieu les premières exterminations massives de juifs par gaz, extermination faisant partie de la "Solution Finale". Le processus d'extermination était exécuté par un "Sonderkommando" placé sous le commandement de Herbert Lange. Il avait été transféré de Posen à Chelmno sitôt après avoir terminé son activité meurtrière dans le cadre du programme d'euthanasie T4, programme consistant en l'extermination des handicapés mentaux. Lange ainsi que son unité avaient une bonne expérience de l'utilisation des chambres à gaz mobiles. Ces camionnettes étaient aménagées de façon à envoyer directement les gaz d'échappement dans le fourgon où les "patients" étaient enfermés.

L'unité de Lange était composée d'environ 15-20 hommes appartenant au SIPO (Police de Sécurité du Reich) ainsi qu'une centaines d'hommes membres de la "Schutzpolizei". Ils s'installèrent dans un château à Chelmno et le convertirent en camp de base comprenant des baraques et les installations d'"accueil" pour les déportés. Chaque après-midi, les juifs arrivaient au château (schloss) par train en provenance de Lodz via Kolo ou d'autres localités plus proches. Ils étaient répartis dans la cour du château, divisés en groupe d'une cinquantaines de personnes puis forcés de se déshabiller et de remettre tous leurs objets de valeur. On leur disait ensuite qu'ils étaient sur le point d'être transférés vers un camp de travail mais qu'avant ce transfert ils allaient être désinfectés et douchés. Ils étaient poussés vers les caves du château et de là vers les "salles de douches" qui en fait menaient directement, via une rampe, aux chambres à gaz mobiles. Ceux qui hésitaient ou refusaient d'entrer étaient brutalement battus par les gardes

Lorsque 50 à 70 personnes étaient entassées dans le compartiment arrière des camionnettes transformées en chambre à gaz, le chauffeur mettait le moteur en marche. Il fallait environ 10 minutes pour que le gaz fasse son oeuvre mortelle. Le chauffeur, souvent un membre de la 'Schutzpolizei', démarrait et se dirigeait vers la forêt de Rzuchow jusqu'au second camp le 'Waldlager'. Dans ce second camp, des prisonniers juifs sous surveillance SS avaient déjà préparé les bûchers et les fosses communes. Une équipe d'environ 40 à 50 prisonniers juifs, dont les jambes étaient entravées par des chaînes afin d'empêcher toute évasion, déchargeait les cadavres et les jetait dans les fosses. Une autre équipe était chargée de trier les vêtements et les objets de valeur de façon à ce que ces biens puissent être transférés vers le Reich. Près de 370 wagons remplis de vêtements furent ainsi transférés vers le Reich.

La technique utilisée pour l'extermination était relativement simple. Le 'Sonderkommando' disposait de trois camionnettes sur châssis Renault transformées en chambre à gaz mobiles dont la seule innovation technique était que le compartiment arrière était scellé hermétiquement. Ces compartiments avaient un système d'aération et étaient fermées par des doubles portes. Le sol du compartiment était recouvert de lattes de bois afin de faciliter son nettoyage après un gazage. Une ouverture avait été pratiquée dans le compartiment, ouverture dans laquelle le tuyau relié au système d'échappement du moteur était connecté. Lorsque l'unité de Lange arriva à Chelmno, ils avaient déjà eu tout le temps d'expérimenter et tester ce système au cour du programme d'euthanasie T4.

C'est de cette manière que près de 145.000 personnes furent assassinées à Chelmno pendant sa première période d'activité. Les gazages commencèrent le 7 décembre 1941 et les premières victimes étaient des juifs appartenant aux communes voisines ainsi qu'environ 5000 tziganes qui avaient été enfermées au ghetto de Lodz. Du 16 au 29 janvier 1942, près de 10.000 juifs furent transférés de Lodz à Chelmno et exterminés. Ils furent suivis par 34.000 juifs entre le 22 mars et le 2 avril 1942, 11.700 juifs entre le 4 et le 15 mai 1942 et 16.000 juifs entre le 5 et le 12 septembre 1942. Furent aussi gazés à Chelmno près de 15.200 ouvriers juifs de la région de Lodz.

Les victimes étaient des juifs d'Allemagne, d'Autriche et de Tchécoslovaquie qui avaient été déportées au ghetto de Lodz. Peu après l'assassinat de Reinhard Heydrich et la destruction en représaille de la petite ville de Lidice, 88 enfants de cette ville furent transférés à Chelmno et gazés.

En mars 1943, la grande majorité des juifs du Warthegau avaient été exterminés. Seuls 70.000 juifs restaient encore dans le ghetto de Lodz. Chelmno fut fermé et le château détruit. Le site d'extermination fur brièvement remis en activité entre avril et juillet 1944 lors de la liquidation du ghetto de Lodz. Prés de 25.000 juifs y furent alors assassinés. Peu après, une unité du 'Sonderkommando'1005 (unité spécialement chargée par Himmler d'effacer toutes les traces de l'extermination des juifs) fut chargée de détruire toutes les traces de l'extermination massive. Le 17 janvier 1945, alors qu'ils allaient être tués par les SS, les 48 hommes de cette unité se révoltèrent et, dans la mêlée qui s'ensuivit, un certain nombre d'entre eux réussirent à s'échapper.

Il n'y eu que très peu de survivants des périodes d'extermination intensives de Chelmno. A la mi-janvier 1942,Yaakov Grojanowski réussit à s'évader et à rejoindre Varsovie où il informa les responsables juifs du ghetto de ce qu'il avait vu à Chelmno. Par l'intermédiaire de la résistance polonaise, ces informations de première main furent ensuite transmises à Londres en juin 1942.