特雷布林卡（Treblinka）首批流放者于1942年7月23日抵达特雷布林卡，其中包括华沙隔都的犹太人。从那时到1942年9月21日，近254,000名来自
华沙的犹太人和112,000名来自华沙地区其它地方的犹太人在特雷布林卡遇害。成千上万来自普通政府
拉多姆和卢布林地区的犹太人也在这里处决。共有约738,000名来自普通政府的犹太人、107,000名来自比亚维斯托克地区的犹太人在特雷布林卡死去。波兰境外的数千犹太人也被带到特雷布林卡，其中包括来自
斯洛伐克、希腊、
马其顿和色雷斯的犹太人，以及之前囚禁在
特莱西恩施塔特的犹太人。共有29,000名来自波兰境外的犹太人和2000名吉普赛人在特雷布林卡遇害。大规模屠杀计划在特雷布林卡一直执行到1943年4月，此后只有少数流放者抵达这里。
从1942年8月起，特雷布林卡由党卫军第一中尉弗朗茨施坦格尔负责，他此前担任索比堡灭绝营的指挥官。施坦格尔的副手是库尔特弗朗茨。他们拥有20到30名党卫军官员（这些官员参与过
安乐死计划）做助手，90到120名
乌克兰士兵担任营地警卫。
特雷布林卡位于人烟稀少的密林之地，选址此处就是为了掩盖这里发生的暴行。特雷布林卡拥有生活区、接收区和灭绝区。灭绝区内有一座砖砌建筑，里面有三间毒气室。该建筑隔壁有一间棚屋，里面有一台柴油机，用来生产一氧化碳，这是毒气室的燃料。毒气穿过附在毒气室天花板上的管道，抵达看似淋浴喷头的装置。纳粹以这种方式布置毒气室，给人的印象是犹太人来这里淋浴，而不是被谋杀。建筑内的一条走廊通向三间毒气室，每间毒气室另有一扇门，用于转移尸体。大约200码开外就是掩埋尸体的大壕沟。
纳粹在贝乌热茨和索比堡这是赖因哈德行动中的另外两个灭绝营积累了经验，特雷布林卡的灭绝过程就是以此为基础的。一列由50至60节车厢组成、载有约6000至7000人的火车抵达附近车站后，20节车厢被带进营地，剩下的在车站等候。车厢门打开后，纳粹党卫军官员勒令犹太人下车。接着，一名营地官员会向新来者宣布，他们已经抵达一座中转营，将在此淋浴和消毒衣服，再启程前往不同的劳动营。宣布完，犹太人被带到驱逐广场。男女分开，儿童跟母亲走。妇女儿童在一间木板房里脱掉衣服，妇女的头发被剪掉。接着，他们被迫裸体离开木板房，走入管道这是狭窄、围有栅栏和经过伪装的通往毒气室的道路。
受害者在毒气室中锁定之后，机器开始运转，
毒气涌入。不到半小时，室内的人全部死亡，而下一组受害者准备进入。与此同时，尸体被运出，埋在壕沟里。最后这项工作由一组名为特遣队的
犹太囚徒完成。
特遣队里的这些囚徒在抵达营地后不会被立刻处决，而是被挑选出来执行任务，例如清理车厢、为处决受害者做准备工作、处理受害者的财产和衣服、处置尸体等等。1943年春，纳粹利用特遣队火化尸体。这些犹太人中的许多在工作几天或几周之后也被杀害，届时新来者会顶替他们的位置。
不久，纳粹认定特雷布林卡的灭绝过程效率不够高，遂于1942年8至10月又在这里新建了10间毒气室。此外，德国人还为他们的灭绝体系增添了另一改进手段。有些新来者身体过于虚弱，没有帮助无法走进毒气室。纳粹告诉他们，要把他们送入
养老院。他们被带进饰有红十字会会旗的一个封闭区域，里面有要当场杀害他们的党卫军军官和
乌克兰警卫。
1943年3月到7月，纳粹在特雷布林卡发起了销毁所有纳粹屠杀证据的运动，即1005号行动。运动结束后，特雷布林卡就关闭了。大部分营地建筑被毁，地面被耕过，上面种植了作物。营地改造成
农场，交给一个乌克兰家庭打理。
数百名犹太人试图从通往营地的火车上逃跑，但绝大多数失败了。其他一些人企图逃离营地，几乎悉数被抓回绞死。犹太人几次发起反抗，打伤或打死了德国人和乌克兰警卫。囚徒曾发觉德国人正策划放弃营地，遂策划了一次起义，但起义遭到镇压，750名试图逃跑的囚徒大部分被抓住。
战争结束后，许多在特雷布林卡工作过的党卫军官员受到审判。指挥官弗朗茨施坦格尔和副指挥库尔特弗朗茨被判
终身监禁。