Mechanizm postępowania z deportowanymi do obozu ludźmi i sposób ich uśmiercania opracował Christian Wirth, inspektor obozu w Treblince, Bełżcu i Sobiborze. Przeszkolił on punkt po punkcie załogę, tak by wszystko przebiegało zgodnie z jego planami. Cały sekret polegał na tym, by do ostatniej chwili trzymać w nieświadomości ofiary, a posłuszeństwo wymusić zaskoczeniem, szybkością działania oraz brutalnością. Typowy transport zawierał do 60 wagonów, w tym co najmniej dwa wagony dla strażników. W towarowym wagonie umieszczano przeciętnie 80–120 osób.

Cały transport na stacji kolejowej w Treblince dzielono na trzy części i każdą z osobna dostarczano do obozu. Parowóz doczepiano na końcu, tak że pchał on przed sobą wagony. Po wepchnięciu wagonów na rampę obozową, parowóz odczepiano i wytaczano poza druty ogrodzeniowe.

Po podstawieniu wagonów na rampę obozową rozpoczynał się właściwy cykl zagłady. Przywiezieni tu ludzie po wyjściu na rampę i „plac kolejowy” pozostawiali bagaż, zabierając ze sobą dokumenty i rzeczy wartościowe. Oddzielano ludzi niemających sił, inwalidów, chorych, starców i samotne dzieci, po czym kierowano ich do lazaretu, by nie opóźniali akcji uśmiercania. Zdrowych, w szybkim tempie, ciągle wrzeszcząc na nich i bijąc, kierowano do rozbieralni. Tutaj przejmowało ich komando czerwone. Dzielono przybyłych według płci. Kobiety i dzieci udawały się do rozbieralni na lewo, mężczyźni na prawo. Tutaj też, w zależności od potrzeb, dokonywano selekcji, wybierając odpowiednie osoby do pracy w obozie. Byli to ludzie młodzi, zdrowi, z potrzebnym w warunkach obozowych zawodem. Wszystkim rozdawano sznurki, by powiązali nimi zdjęte buty. Kobietom po wejściu do baraku obcinano włosy.

Wpychaniem do komór i gazowaniem zajmowało się dwóch strażników ukraińskich, którzy pomagali sobie w tych czynnościach metalową rurą i szablą. Gazowanie stłoczonych ludzi trwało około 20 minut. Czasami proces ten przedłużano. Zwłoki wraz z krwią i ekskrementami wyciągane były po pochyłej podłodze komory przez otwarte z zewnątrz włazy. Po wyrwaniu ze zwłok złotych zębów oraz wyjęciu ukrytych w otworach ciała przedmiotów wartościowych, zwłoki trafiały do dołów. W późniejszym okresie transportowano je bezpośrednio na ruszty za pomocą skórzanych rzemieni, pasów lub na drewnianych noszach.

Wszystkie prace, od rozładunku transportu na rampie kolejowej aż do usunięcia z komór zwłok 5–6 tys. ludzi, były wykonywane przez 2–3 godziny. Jednocześnie w trakcie tego cyklu uśmiercania segregowano przywiezione tu rzeczy. Zatrudniono nawet grupę krawców, którzy zajmowali się wyszukiwaniem zaszytych w ubraniach kosztowności i pieniędzy.

Kremację zwłok zaczęto przeprowadzać dopiero w lutym 1943 r., bezpośrednio po wizycie Himmlera. Pomysłodawcą wybudowania rusztów z szyn kolejowych był to Herbert Floß. Pod szynami umieszczano chrust, który polewano benzyną. W ten sposób palono nie tylko najświeższe zwłoki, ale i te wydobyte z grobów za pomocą koparki (bagra).

Wybudowano dodatkowe ruszty, tak więc można było palić jednocześnie do 12 tys. zwłok. Powstające chmury dymu były widoczne z odległości wielu kilometrów. Do końca lipca 1943 r. spalono na rusztach około 700 tys. zwłok.