מחנה ההשמדה טרבלינקה הוא הגדול בשלושת המחנות שהופעלו על ידי האס אס במסגרת מבצע ריינהרד להשמדת יהודי פולין (שעליו הוחלט בוועידת ואנזה(. הוא ממוקם כ-60 ק"מ מורשה וכ-4 ק"מ מהכפר טרבלינקה. המחנה הוקם באזור דליל אוכלוסין מכוסה יער ומוסתר בחורש. אומדן כל הנספים בטרבלינקה נע בין 870,000- 880,000 בני אדם, מתוכם כמעט כולם יהודים. אלפי צוענים ומאות פולנים נרצחו במחנה.
מחנה ההשמדה הוקם באביב 1942 ליד מחנה העונשין והעבודה טרבלינקה, שהיה קיים לפני כן, ומכאן בא  שם המחנה המוקם: טרבלינקה II. המחנה החדש השתרע על שטח של כ-200 דונם והוקף בגדר תיל דוקרני בגובה של יותר משלושה מטרים. האסירים הצטוו לשים ענפי אורן בין חוטי התיל, ומתחתם נטעו עצים כדי להסתיר את המתרחש בתוך המחנה. לאורך הגדר הוקמו מגדלי שמירה. כל מתקני המחנה נבנו אך ורק על ידי האסירים היהודים.
בתכנון המחנה הושקע מאמץ רב על-מנת למנוע אפשרות של ניצולים שהיו עדים להשמדה.

המחנה חולק בפנים לשני חלקים: באחד מהם הוקמו צריפי המגורים עבור הצוות הנאצי, מחסנים ובתי-מלאכה, ובחלק השני, המבודד משאר המחנה בגדר גבוהה, עמדו תאי הגזיםפעולות השמדת ההמונים החלו בטרבלינקה ב23 ביולי 1942. המשלוחים הראשונים לטרבלינקה הגיעו מגטו ורשה.בעת הגירוש הגדול, היו בגטו ורשה 335,000 יהודים, ושמועות על הגירוש פשטו בגטו ועוררו בהלה רבה. על היודנראט הוטל לאסוף 6,000 איש למשלוח הראשון ולהגיד להם שישלחו מזרחה.
ההשמדה בפועל החלה עוד בעת שהאנשים היו בתוך הרכבות בדרכם לטרבלינקה. בקרונות המשא נדחסה כמות עצומה של אנשים ללא מזון, מים או אוויר מספיק לנשימה, ועקב תנאים קשים אלו מתו רבבות אנשים בהמתנה לנסיעה ובנסיעה, שארכה זמן רב מאוד.
בשער הכניסה למחנה הופרדו הנשים והגברים אחד מן השני, הנשים לשמאל והגברים לימין.  הנשים והילדים הוכנסו לצריף בצד שמאל של המגרש, שם היה עליהן להתפשט, ושם גזזו את שערותיהן, ובהיותן ערומות הורצו במסלול שכונה בפי הנאצים "הדרך לשמיים", (ה"הימלשטראסה"), מסלול אשר לאורכו ניצבו אנשי אס אס ואוקראינים עם כלביהם.
בסוף המסלול נמצא בניין בטון, אשר תאיו נראו כתאי מקלחת. במכות נדחפו האנשים דרך דלתות צרות לתוך התאים, כאשר ידיהם מעל לראשיהם, כדי לאפשר יתר דחיסה. מעל המסה האנושית הלחוצה שנוצרה הושלכו הילדים, כדי לנצל את השטח במלואו. לאחר-מכן נסגר התא הרמטית וגז, אשר הופק על ידי מנוע של טנק, הוכנס בצינורות שחוברו אל פתחי הפליטה של המנועים לפתחים מיוחדים בתיקרת התא. תהליך זה נמשך כרבע שעה, אך האנשים היו סגורים בתאים 25 – 45 דקות. לאחר-מכן נפתחו הדלתות מצידם השני של התאים , וה"זונדר קומנדו" העבירו את הגופות למקום בו נשרפו.
שיא ההשמדה היה בחודשים ספטמבר- אוקטובר 1942. בתקופה זו היו לעתים מגיעים בממוצע למחנה עד שלושה משלוחים ביום, ומספר הנרצחים ביום כזה יכול להגיע ל-13,000-10,000 ומעלה איש.
דברי-לבוש, נעליים וחפצים אחרים של המושמדים מויינו, תוקנו ונשלחו לגרמניה. במהלך שבועיים בלבד בחודש ספטמבר 1942 נשלחו מטרבלינקה 203 קרונות-משא טעונים דברי-לבוש, יהלומים, זהב, שעונים, מטבע-חוץ ודברי-ערך אחרים, שערכם מסתכם במאות מיליוני דולרים. הנאצים אף שלחו את שיני-הזהב של המומתים ושערן הגזוז של הנשים.

המרד הגדול בטרבלינקה

ב-2 באוגוסט 1943 פרץ במחנה ההשמדה טרבלינקה מרד מזוין של אסירים. מעטים מהאסירים ששרדו באותה תקופה, רובם מועסקים ב"זונדר קומנדו" ובעבודות אחרות במחנה, הצליחו לאחר עיכוב ממושך לחדור למאגר הנשק של המחנה, תוך ניצול "חופש התנועה" המוגבל שניתן להם לצורך מילוי תפקידם. המחתרת המורדת כללה אסירים משני חלקי המחנה – המחנה הראשי ו"אזור ההשמדה". בראש המחתרת מ"אזור ההשמדה" עמד ז'יאלו בלוך, קצין יהודי בצבא צ'כוסלובקיה. המורדים, אשר בראשם עמד ד"ר חורונזיצקי, הוציאו ממחסן הנשק כמה עשרות רובים, תחמושת ורימוני-יד. מטרת המתקוממים הייתה הריסת מתקני ההשמדה ונקמת דם. בצהרי אותו יום ניתקו המורדים את חוטי הטלפון, הציתו את תאי הגזים ומבנים אחרים, כולל מחסן הנשק שהתפוצץ על תוכנו, ובמעט הנשק שהצליחו לגייס התקיפו את הגרמנים והאוקראינים. המורדים הרגו כמה מאנשי הסגל, תפסו מהשומרים ההרוגים נשק נוסף, וניסו תוך כדי חילופי יריות לברוח מן המחנה. רובם המכריע של המורדים נהרגו ביריות השומרים, אך כ200 ברחו. 70 אסירים שרדו עד שחרור פולין וסיפרו את סיפור המחנה.
במרידה נשרף רוב המחנה, שהיה ברובו בנוי עץ, פרט לתאי הגזים. האסירים שנותרו במקום הועסקו הרב המחנה כליל לשם טשטוש עקבות הנאצים, ובסיום עבודתם נורו. המחנה חוסל באוקטובר 1943.
בשטח המחנה הוקם אתר הנצחה לאומי של פולין, בצורת בית עלמין, ועל 17,000 אבנים חרוטים שמות הקהילות שמהן הובאו לטרבלינקה הקורבנות להשמדה, ו-10 אבנים המציינות את שמות המדינות מהם גורשו היהודים לטרבלינקה.  בנוסף, משלחות נוער מישראל החליטו להנציח את הנספים ע"י גל אבנים שמסמל כל יהודי שנרצח במחנה