Het vernietigingskamp van Sobibor was gelegen in het Lublin district in het Generalgouvernement, amper 5 kilometer verwijderd van de grens met het Rijkscommissariaat Oekraïne. Dit kamp was het tweede kamp dat gebouwd werd als onderdeel van het Aktion Reinhard programma, en dat ongeveer dezelfde constructiekenmerken vertoonde als het vernietigingskamp van Belzec. KZ Sobibor was gelegen in een erg schaars bevolkt gebied dat door nauwelijks 1.000 mensen werd bewoond. Het gebied was erg moerassig en dicht bebost en ontsnappen nagenoeg onmogelijk.

Met de bouw van het kamp werd aangevat in maart 1942 Onder leiding van Thomalla en opzichter Baurath Moser, de constructie experts van Aktion Reinhard, gezonden door SS-Zentralbauleitung uit Zamosc, trekken een 80-tal joodse gevangenen uit de nabijgelegen getto's, de eerste bouwsels en verblijfskwartieren voor de kampbewakers op. SS-Hauptsturmführer Naumann, hoofd van het Centraal Constructiebureau van de Waffen-SS en de politie van Lublin, inspecteert de site en laat prompt de 80 joodse arbeiders executeren.

In April 1942 wordt SS-Obersturmführer Franz Stangl aangesteld als kampcommandant van Sobibor om een aantal noodzakelijke uitbreidingen te versnellen. Onder zijn leiding wordt het kamp snel helemaal afgewerkt en operationeel gemaakt. Half april in 1942 wanneer werken aan het kamp bijna voltooid waren, werd er voor het eerst geëxperimenteerd met vergassingsinstallaties. Daartoe werden ongeveer 250 joden van het werkkamp van Krychow aangevoerd. Christian Wirth, de commandant van Belzec hield toezicht over het verloop van deze eerste vergassingen, bijgestaan door de chemicus Dr. Karl Blaurock. Na deze experimentele moorden begonnen vanaf de eerste dagen van mei 1942 de massale vernietiging van joodse (en andere) gevangen slachtoffers.

Enkele maanden na zijn aanstelling in het kamp, komen zijn vrouw Thea Stangl en hun twee dochtertjes in juni '42 over naar Polen, en wonen aanvankelijk in Chelm, zowat 30 kilometer van het kamp gelegen. Korte tijd later betrekt het gezin Stangl een landgoed dicht bij het dorp, dat nog van Graaf Chemnicki was geweest. Het was een viskwekerij en ongeveer 4 kilometer van het kamp gelegen. Franz Stangl legde deze korte afstand doorheen het bos naar het kamp dikwijls af op zijn paard.

Het kamp was gebouwd in de vorm van een rechthoek en afgezet met dubbele rij 3 meter hoge prikkeldraad, waarvan de buitenste rij gecamoufleerd werd met takken en groen zodat niemand naar binnen kon kijken om te zien wat er zich afspeelde in het kamp. Het was opgedeeld in drie delen: een administratiegedeelte, het 'receptie' gedeelte en het gedeelte waar de vernietiging plaats had. In het administratiegedeelte bevond zich het "Vorlager", het deel van het kamp dat het dichtste bij het treinstationnetje lag van Kamp 1. Het "Vorlager" bestond uit het spoorwegplatform waar een trein met 20 wagons kon aanleggen, alsmede de woonkwartieren van de SS'rs, de Oekraïnse bewakers en de werkjoden. Hier stond Franz Stangl, vaak uitgedost in witte rijkleding en gewapend met een kleine lederen rijzweep in het sinistere gezelschap van zijn Oekraïnse en Duitse bewakers, de jodentransporten op te wachten.

Nadat de slachtoffers onder het klappen van de zwepen waren uitgestapt en werkjoden uitgeselecteerd waren, werden de slachtoffers doorheen Der Schlauch gejaagd. De 'Himmelfahrtstrasse', zoals Der Schlauch door de SS'rs werd genoemd, was een pad van 3 à 4 meter breed en 150 meter lang dat liep van de ontvangstruimte naar de vernietigingsplaats. Aan beide zijden van Der Schlauch waren hoge hekken in prikkeldraad, die helemaal doorvlochten waren met verse groene takken en bladeren van dennenbomen. Hier werden de gevangenen naakt en onder het geluid van klappende zwepen opgejaagd naar de gaskamers. Halverwege Der Schlauch stond een kleine barak waar het haar van de vrouwen werd afgeschoren.

Sobibor had drie gaskamers die elk 4 bij 4 meter groot waren en tegelijk 160 tot 180 mensen konden vergassen. De slachtoffers werden door de ene deur erin gejaagd en aan de andere kant, na de vergassing, er weer uit gehaald om er door speciale Sonderkommandos te worden verbrand in open verbrandingsputten. Die putten waren ongeveer 50 tot 60 meter lang, 10-15 meter breed en 5 tot 7 meter diep. Een klein treinspoortje ("Loras" genoemd door de inwoners) leidde rechtstreeks van de ontvangstplaats naar de verbrandingsputten om de slachtoffers die tijdens het transport waren gestorven of mensen die niet meer konden lopen, rechtstreeks af te voeren en te verbranden.

Half mei 1942 was KZ Sobibor volledig operationeel. Al in de eerste twee maanden dat Stangl commandant was van het kamp, werden ongeveer 100.000 mensen vergast en verbrand. Kort daarna ging de installatie kapot en werd de vergassing pas ik oktober hervat. In september 1942 wordt Franz Stangl overgeplaatst naar Treblinka om daar kampcommandant te worden. Zij gezin stuurt hij terug naar Oostenrijk. In Sobibor wordt hij vervangen door SS-Hauptsturmführer Franz Reichleitner die tot aan het einde van het kamp in functie zal blijven. Reichleitner was een vriend van Stangl met wie hij nog in Schloss Hartheim aan het T4-programma had samengewerkt.

Sobibor blijft operationeel tot november 1943. Op 14 oktober 1943 vind er de Opstand in Sobibor plaats, waarna het kamp wordt ontruimd, de barakken worden afgebroken, het terrein wordt omgeploegd, gelijkgemaakt en beplant met lupinen om de laatste sporen weg te wissen. Enkel het stationnetje en de woning van kampcommandant Franz Stangl overleven de sloop. In het kamp Sobibor werden ongeveer 260.000 mensen vermoord in nauwelijks 17 maanden dat het vernietigingskamp heeft bestaan. In de lente van 1944, enkele dagen voor het Rode Leger Lublin zal bereiken, zullen de Russen het eerst KZ Sobibor ontdekken, of wat er althans nog zichtbaar was.