Die Anstalten haben ein Meldebogen mit Fragen, wie Baujahr, Größe, besondere Einrichtungen, Bahnanschluss und ähnlichem, bekommen. So wurden die geeignete Anstalten für die Tötung der ausgewählten Opfer gewählt. Die Anstalten wurden von allen Patienten geräumt und kurz darauf für den vorgesehenen Zweck umgebaut. Neben Büro- und Personalräumen wurde in einer Holzbaracke ein als „Duschraum“ bezeichneter gasdichter Tötungsraum eingerichtet. Neben der Baracke wurden drei fahrbare Krematoriumsöfen installiert und die Anlage mit einem Bretterzaun abgeschirmt.

In der Aufnahmebaracke der Tötungsanstalt wurden die Patienten entkleidet, gemessen, gewogen, fotografiert und dann den Ärzten vorgeführt. Dabei wurden die Personendaten überprüft und auffallende Kennzeichen vermerkt. Die konnten für die Erstellung einer angeblichen Todesursache eine Bedeutung haben.

Die Gaskammern  waren mit Brauseköpfen ausgestattet um die Opfer zu täuschen. Die Tötung erfolgte durch Kohlenmonoxidgas und es wurden 30 und mehr Menschen zugleich getötet. Die Tötung der Kranken durfte ausschließlich durch das ärztliche Personal erfolgen, da sich das Ermächtigungsschreiben Hitlers vom 1. September 1939 nur auf Ärzte bezog. Die Leichen wurden in den anstaltseigenen Krematorien verbrannt. Vorher wurden die Goldkronen  herausgebrochen und später zu Feingold verarbeitet.

Anschließend stellten die Standesämter  die  Todesurkunden mit fiktiven Todesursachen aus. Oftmals gab es Information, dass die »Verstorbenen« unverzüglich hätten eingeäschert werden müssen. Die Angehörigen haben Urnen mit Verbrennungsasche zugesendet bekommen und glaubten an ein Versterben in der sehr weit entfernten Anstalt.

Persönliche Besuche und Nachforschungen vor Ort wurden in die Irre geleitet. Die weiten Reisen erschwerten die Reklamationsversuche von Angehörigen. Den Kostenträgern wurden Rechnungen für Quartier, Kost und Pflege über Wochen und Monate ausgestellt, obwohl die Personen sofort bei ihrer Ankunft getötet wurden. Auch Zusendung von Urnen mit Verbrennungsasche diente der Bereicherung der Anstalten durch die Verrechnung der angeblich damit verbundenen Kosten.

In seinem Schreiben an Brandt und Bouhler am 24. August 1941 gab Hitler die Anweisung, die „Aktion T4“ zu beenden und die „Erwachseneneuthanasie“ in den sechs Tötungsanstalten einzustellen. Die „Kinder-Euthanasie“ wurde jedoch fortgesetzt. Auch die Tötung behinderter Erwachsener in einzelnen „Heil- und Pflegeanstalten“ wurde dezentral relativ unauffällig weitergeführt. Dabei wurden die Medikamente überdosiert und Verhungernlassen durch Unterernährung gezielt eingesetzt.

Die Tötung „kranker“ und „nicht mehr arbeitsfähiger“ KZ-Häftlinge bis Ende des Krieges wurde in den drei ehemaligen Tötungsanstalten unter dem Aktenzeichen „Aktion 14f13“ bezeichnet. Im Rahmen dieser Aktion wurden etwa 20.000 Häftlinge ermordet. Mit der „Aktion Brandt“ wurden ab 1943 Heil- und Pflegeanstalten für den infolge des zunehmenden Luftkriegs steigenden Bedarf von Ausweichkrankenhäusern in Beschlag genommen. Diese Phase wurde als „wilde Euthanasie“ bezeichnet und bedeutete die Ermordung von weiteren etwa 30.000 Menschen.

Das freiwerdende Beschäftigten der Tötungsanstalten kamen zum Einsatz bei den systematischen Selektionen in den Konzentrationslagern und bei der Ermordung von Juden in Vernichtungslagern. In der „Euthanasie“ ausgebildeten und tätigen Beschäftigten stellten das „Fachpersonal“ für die Durchführung der „Endlösungs“-Maßnahmen. Der sogenannte Gaskammerbrief des Juristen Erhard Wetzel  vom Oktober 1941 ist ein Beweis der Verbindung zwischen der Aktion T4 und der systematischen Ermordung der Juden in Europa.

Frühe Nachkriegsprozesse stellten diejenigen, die „Euthanasie-Morde“ befohlen oder veranlasst hatten, strafrechtlich den unmittelbaren Tätern gleich, die danach todbringende Spritzen verabreichten. Gerichte werteten die Taten als Mord und verhängten harte Strafen, auch Todesurteile.

Ab 1948/49 ist in Urteilen eine geänderte Rechtsauffassung festzustellen. Tätern wurde ein „möglicherweise unvermeidbarer Verbotsirrtum“ zugebilligt und die Angeklagte erhielten mildere Strafen. „Euthanasie-Prozesse“ der 1950er Jahre endeten häufig mit geringen Strafen oder Freisprüchen.

Viele Prozesse folgten erst spät in den 1970er/1980er Jahren. Etliche wurden wegen Verhandlungsunfähigkeit wieder eingestellt oder die Täter erhielten nur geringe Haftstrafen oder sind nach kurzer Haft begnadigt worden. Andere entzogen sich durch Suizid einer Strafverfolgung. Von 438 „Euthanasie“-Strafverfahren, die bis 1999 eingeleitet wurden, endeten nur 6,8 % mit rechtskräftigen Urteilen, darunter zahlreichen Freisprüchen.

1948 veröffentlichte Alice Ricciardi (geb. von Platen-Hallermund) ihren Bericht über Teilergebnisse des Nürnberger Prozesses: Die Tötung Geisteskranker in Deutschland. In den 1970er Jahren erforschte Ernst Klee weitgehend als Privatperson die Aktion T4, seine Arbeiten machten die Verbreitung dieser Massenmorde öffentlich bekannt und führten in einer zweiten Forschungsphase in den 1980er und 1990er Jahren zu einer Vielzahl lokaler Initiativen.