Sobibor était divisé en trois zones : une zone administrative, une zone de réception et une zone d'extermination. La zone administrative était composée des bureaux et des logements des gardes allemands et ukrainiens (formés à Trawniki) et des baraquements réservés à la main-d’oeuvre concentrationnaire. La zone de réception comprenait la voie de chemin de fer de garage, la rampe, les baraques où les déportés étaient déshabillés, et les entrepôts pour stocker les biens volés aux victimes. La zone d'extermination comprenait les chambres à gaz, les fosses communes et les baraquements pour les prisonniers affectés aux travaux forcés. Un couloir étroit, surnommé le "tube", reliait les zones de réception et d'extermination.

Après quelques expériences, les Nazis commencèrent les opérations de gazage au début de mai 1942. Des convois de 40 à 60 wagons de marchandises arrivaient à la gare de Sobibor. Vingt par vingt, ils pénétraient dans la zone de réception où les gardes allemands faisaient sortir les victimes sur la plate-forme. Là, des officiers allemands annonçaient aux déportés qu'ils venaient d'arriver dans un camp de transit et qu'ils devaient remettre leurs objets de valeur. Ils les envoyaient dans les baraques, les obligeaient à se dévêtir et à passer par le "tube" qui menait directement aux chambres à gaz, lesquelles portaient un panneau "Douches". Dans le "tube", les femmes étaient tondues dans une baraque spéciale. Les portes des chambres à gaz une fois closes, les gardes, dans une pièce adjacente, mettaient en marche un moteur qui envoyait du monoxyde de carbone, en tuant tous les occupants. Le processus se répétait avec les occupants des wagons suivants.