Le 7 octobre 1944, les membres du Sonderkommando se sont révoltés. Ils attaquèrent les SS à coups de pierres et de marteaux, tuant trois d'entre eux, et mirent le feu au crématorium IV avec des chiffons imbibés d'huile qu'ils avaient cachés. Le Sonderkommando du crématoire II, qui croyait qu'une émeute du camp avait commencé, a jeté son kapo dans une fournaise. Après s'être échappés à travers une clôture à l'aide de cisailles, ils ont réussi à atteindre Rajsko, où ils se sont cachés dans le grenier d'un camp satellite d'Auschwitz. Les SS les ont poursuivis et les ont tués en mettant le feu au grenier. Au moment de la répression de la rébellion, 212 membres du Sonderkommando étaient encore en vie et 451 avaient été tués.
La phrase allemande, qui signifie « Le travail rend libre », apparaît à l'entrée d'Auschwitz et d'autres camps de concentration. L'inscription d'Auschwitz I a été réalisée par des prisonniers-travailleurs. Lorsqu'on leur a ordonné de faire l'inscription, ils ont fait un B à l'envers dans le mot « Arbeit », en guise de défi. Le panneau au-dessus de la porte d'Auschwitz I a été volé en décembre 2009. Il a ensuite été retrouvé par les autorités en trois morceaux. Anders Högström, un néo-nazi suédois, et deux néo-nazis polonais ont été emprisonnés pour ce vol. Le panneau original est entreposé au musée d'État d'Auschwitz-Birkenau. Une réplique est désormais suspendue au-dessus de la porte.
Tadeusz Wiejowski, un cordonnier polonais, a été la première personne à s'échapper du camp de concentration d'Auschwitz. En 1941, il a été repris et interné au camp de prisonniers de Jasło, où il a été exécuté. Après Wiejowski, selon l'historien polonais Henryk Świebocki, au moins 802 prisonniers (757 hommes et 45 femmes) ont tenté de s'échapper du camp. Seuls 144 ont réussi, 327 ont été capturés et le sort de 331 autres demeure inconnu. Rudolf Vrba et Alfréd Wetzler, qui se sont échappés vers la Slovaquie, en apportant au Conseil juif slovaque des informations détaillées sur les chambres à gaz, ont contribué à mettre un terme à la déportation des Juifs hongrois vers Auschwitz.
Les effets personnels des déportés étaient confisqués et triés dans une zone du camp appelée « Kanada » (Canada). Les prisonniers l'appelaient ainsi car ils considéraient le Canada comme une terre de richesse. Les possessions devaient être renvoyées en Allemagne mais certaines étaient volées par les gardes SS. La plupart des détenues travaillaient ici et avaient quelques privilèges comme celui de se laisser pousser les cheveux ou de voler de la nourriture dans les affaires qu'elles triaient. Les liaisons entre les gardes allemands et les prisonnières étaient contraires aux règles SS, mais parfois de telles relations se développaient. Un garde SS, Franz Wunsch, a aidé Helena Citronova et sa soeur à échapper aux chambres à gaz parce qu'il était amoureux d'elle. Même si elle n'éprouvait pas les mêmes sentiments pour lui, elle a témoigné en sa faveur lors de son procès pour crimes de guerre.
On estime qu'au moins 1,3 million de personnes ont été déportées au camp de concentration d'Auschwitz entre 1940 et 1945. Parmi elles, environ 1,1 million de personnes, dont 1 million de Juifs, ont été tuées. On estime que 70 000 à 80 000 Polonais, 21 000 Roms, 15 000 prisonniers de guerre soviétiques et environ 10 000 autres personnes ont péri dans les camps. Cette estimation est basée sur une étude de l'historien polonais Franciszek Piper, qui a utilisé les horaires d'arrivée des trains combinés aux registres de déportation pour calculer que, sur les 1,3 million de personnes envoyées au camp, 1 082 000 y étaient mortes. Ce chiffre a été arrondi à 1,1 million.
De nombreux prisonniers ont été utilisés comme cobayes humains pour des expériences médicales. Le Dr Josef Mengele, surnommé « l'ange de la mort », concentrait la plupart de ses expériences sur les jumeaux et les nains. L'une des expériences les plus notoires consistait à injecter un colorant dans les yeux des détenus pour voir s'ils changeaient de couleur. La stérilisation forcée, l'utilisation de substances toxiques, la famine, les électrochocs et les injections utérines sont quelques-unes des expériences barbares réalisées. Les expériences étaient menées au bloc 10, connu sous le nom de « Krankenbau » ou baraquement d'hôpital. De nombreuses personnes sont mortes ou ont développé de graves problèmes de santé au cours de ces expériences.
Vers la fin de l'année 1944, les commandants d'Auschwitz ont commencé à détruire les preuves des horreurs commises dans les camps de concentration. Le 18 janvier 1945, Engelbert Marketsch, un criminel allemand transféré de Mauthausen, devient le dernier prisonnier à se voir attribuer un numéro de série à Auschwitz (numéro 202499). 60 000 détenus, accompagnés de gardes nazis, ont été contraints de marcher vers les villes polonaises. Au cours de ces marches, connues sous le nom de « marches de la mort », les SS abattent tous ceux qui restent derrière. Les 15 000 prisonniers juifs qui parvinrent à Bergen-Belsen furent libérés par les Britanniques le 15 avril 1945. Environ 7000 détenus, trop malades pour se déplacer, avaient été abandonnés à Auschwitz et ont été libérés par l'armée soviétique.