Proces ukrycia eksterminacji Żydów, Polaków, Cyganów, Rosjan i innych narodów był tak dobrze zaplanowany i przeprowadzony jak sama Zagłada. Najpierw, od sierpnia 1944 do stycznia 1945 r. ewakuowano do Rzeszy 65 tysięcy osób, które rozpoczęły tam pracę w zakładach przemysłowych. W tym samym czasie rozpoczęto niszczenie wszelkiej dokumentacji obozowej, list imiennych, archiwum, dokumentacji medycznej oraz pospiesznie wywożono mienie zamordowanych.
We wrześniu, październiku i listopadzie zgładzono tych, którzy byli zmuszeni do pomagania Niemcom w zabijaniu – członków żydowskich Sonderkommando, bezpośrednich świadków zbrodni. Do końca 1944 r. przygotowano do wysadzenia oraz częściowo zdemontowano urządzenia komór gazowych.
Ostateczna likwidacja rozpoczęła się w połowie 1945 r. Wtedy ruszył marsz śmierci na zachód – 56 tysięcy pozostałych więźniów obozu popędzono przez Górny i Dolny Śląsk mordując po drodze tych, którzy nie domagali wysiłkowi. Ocenia się, że w trakcie całej akcji zginęło co najmniej 9000 więźniów KL Auschwitz, choć ich liczba może nawet sięgać 15 000.
Od 23 stycznia rozpoczęto wysadzanie krematoriów i palenie baraków. Na terenie obozu pozostało 9 tys najbardziej chorych więźniów, niezdolnych do marszu na zachód. Słyszeli oni nadciągający front i widzieli Niemców zacierających ślady zbrodni. Tylko zbieg okoliczności sprawił, że w większości uniknęli oni zagłady. Pomiędzy wymarszem z obozu ostatnich kolumn ewakuacyjnych a nadejściem żołnierzy Armi Czerwonej SS zdążyła wymordować w obozie – m.in. w podobozach: „Fürstengrube” w Wesołej, „Tschechowitz-Vacuum” w Czechowicach i „Blechhammer” w Blachowni Śląskiej – około 700 więźniów żydowskich.
Około godziny 15:00 27 stycznia 1945 roku żołnierze 60. Armii Pierwszego Frontu Ukraińskiego wkroczyli do obozu. Napotkali przy tym opór, którego złamanie 230 czerwonoarmistów przypłaciło życiem, w tym dowódca jednego z pułków piechoty. W obozie macierzystym, Birkenau i Monowitz doczekało wyzwolenia około 7000 więźniów. Około 500 więźniów żołnierze radzieccy wyzwolili przed 27 stycznia 1945 roku i wkrótce potem w podobozach: Starej Kuźni, Blachowni Śląskiej, Świętochłowicach, Wesołej, Libiążu, Jawiszowicach i w Jaworznie. W obozie macierzystym i w Birkenau żołnierze radzieccy zastali około 600 zwłok więźniów zastrzelonych przez esesmanów w trakcie wycofywania się z KL Auschwitz oraz zmarłych w tym czasie z wycieńczenia. Natychmiast przystąpiono do założenia szpitala i udzielania pomocy medycznej.