Cette technique d'exécution a été poussée à un niveau industriel à Auschwitz par les nazis pour exterminer — entre autres — des handicapés mentaux, des Juifs, des Rroms, des homosexuels et des communistes pendant la Seconde Guerre mondiale. Le gaz employé à Auschwitz fut l'acide cyanhydrique, dégagé par le Zyklon B de la firme IG Farben. Dans certains autres camps d'extermination, ce sont des gaz d'échappement qui ont été utilisés de façon exclusive, qui tuaient, par intoxication au monoxyde de carbone, les victimes dans des camions mobiles. Ce fut par exemple le cas à Chelmno à partir de décembre 1941.

À Auschwitz, les locaux de gazage faisaient partie des crématoires, les Krema I, II, III, IV et V (K I à Auschwitz I, les autres à Auschwitz II c'est-à-dire Birkenau). Pour certaines, les chambres à gaz prenaient l'apparence anodine de salles de douches pouvant contenir simultanément jusqu'à 3 000 personnes pour les K II et III et 2 000 pour les K IV et V. Une fois les portes fermées, un officier nazi versait les cristaux de Zyklon B par des ouvertures qu'il obturait ensuite. Dans certains cas, le produit tombait dans des colonnes creuses jalonnant la chambre d'où le gaz commençait à diffuser. La mort survenait progressivement après 6 à 20 minutes (variable selon la quantité de personnes dans la salle) de convulsions et de vomissements accompagnés d'une angoisse extrême. Après un délai qui était jugé convenable par un médecin SS regardant pour cela dans la pièce par un judas, les cadavres étaient évacués vers des fours crématoires à très haut débit.

Les négationnistes prétendent que les descriptions faites par les survivants sont inexactes, la toxicité du Zyklon B étant telle qu'il était impossible d'entrer dans les chambres à gaz sans masques avant plusieurs heures, ce qui rendrait impossible le rendement admis par tous les historiens. En fait, avant d'ouvrir les portes, les cadavres étant couverts de vomis et de déjection, l'eau des douches était ouverte afin de nettoyer la salle, ce qui avait pour effet de dissiper le gaz, celui-ci étant hydrophile. En outre, les chambres à gaz étaient pourvues de système de ventilation qui renouvelaient l'air en quelques minutes. À Treblinka, les pommes de douches n'étant pas raccordées à l'eau, les prisonniers utilisaient des lances à incendie, avec le même effet.

La présence des chambres à gaz et leur utilisation par les nazis est paradoxalement l'objet d'une méconnaissance du grand public, méconnaissance utilisée par les négationnistes pour nier et dénier leur existence. En fait, la confusion provient en grande partie (outre certains propos outranciers) d'une mauvaise connaissance par le grand public de la différence entre les camps d'extermination (Chelmno, Belzec, Sobibor, Treblinka, Auschwitz, Majdanek) qui en disposèrent — ou qui utilisèrent le procédé des camions, selon les cas —, pour certains dès 1941, à fins d'assassinats en masse principalement des Juifs (dès leur arrivée dans ces véritables centres de mise à mort), et les camps de concentration qui servaient de camp de travail (Dachau, Drancy, etc.) qui n'en firent qu'un usage limité, afin d'éliminer les déportés trop épuisés ou malades, devenus inaptes au travail.

• Il convient également de rappeler que des gazages utilisant les gaz d'échappement furent expérimentés par les nazis pour assassiner les handicapés (ou les malades étiquetés « vies inutiles ») dans un vaste plan improprement qualifié d'euthanasie, qui fit au total, selon les estimations, de 70 000 à plus de 100 000 victimes, très majoritairement entre 1939 et 1941, le plan ayant officiellement cessé suite aux protestations de l'Église catholique (il y eut ensuite une campagne d'élimination sauvage, n'utilisant plus de gaz et faisant nettement moins de victimes).
• Un certain nombre de pays, y compris certains États américains utilisent toujours la chambre à gaz comme moyen légal d'exécution. Elle tend à être remplacée par l'injection létale.
• Les chambres à gaz sont également largement utilisées comme moyen d'euthanasie massive d'animaux.