1939 m. Lietuva, atgavusi Vilnių ir Vilniaus kraštą, buvo priversta įsileisti Raudonosios armijos įgulas. Raudonosios armijos kariai įsikūrė ir Aukštuosiuose Paneriuose, tarp geležinkelio tunelio ir Gardino plento. Čia, spygliuota viela aptvertoje teritorijoje, buvo statomos kuro saugyklos, amunicijos sandėliai. Kai 1941 m. birželio 24 d. vokiečiai užėmė Vilnių, jie atkreipė dėmesį į neužbaigtą skysto kuro bazės statybą visai šalia Panerių geležinkelio stoties. Tuo metu buvo iškasta keletas didžiulių duobių (3 duobės 34 m diametro ir apie 9 m gylio ir 4 duobės 12 m diametro ir apie 3 m gylio). Duobės buvo apsuptos giliomis tranšėjomis, kurios buvo skirtos vamzdžiams tarp atskirų rezervuarų. Vienoje iš duobių buvo pradėta tvirtinti sienas betoninėmis plokštėmis. Vokiečių veržimasis nutraukė darbus. Naciai išnaudojo jas masinio žmonių naikinimo akcijoms.

Nuo pat pirmųjų karo dienų vokiečiai šios bazės teritorijoje laikė ir žudė karo belaisvius.
1941 m. liepos mėn. pradėta masiškai naikinti žmones. Pirmiausia buvo sušaudyti kalėjime laikyti įkaitai ir žydai. Į Panerius buvo vežami laidoti ir kitose stovyklose sušaudyti karo belaisviai bei ten mirę kaliniai. Vis dėlto daugiausiai čia buvo žudomi žydai: Vilniaus geto kaliniai, aplinkinių miestelių gyventojai – vyrai, moterys, vaikai. Prieš pat traukiantis iš Lietuvos naciai ėmė skubiai likviduoti savo nusikaltimų pėdsakus. Speciali kalinių brigada turėjo ekshumuoti lavonus ir juos deginti. (1944 m. balandžio 15 d. ši degintojų brigada pabėgo – dalis jų buvo sugauta ir sušaudyta, keletui pavyko išgyventi ir pasiekti partizanų būrius.) Todėl speciali komisija nacių nusikaltimams išaiškinti negalėjo nustatyti tikslaus aukų skaičiaus.

1944 m. rugpjūčio mėn. Paneriuose dirbusi III Baltarusijos fronto medicinos ekspertų komisija ištyrė daugiau kaip 500 lavonų. Ypatingoji valstybinė komisija vokiškųjų fašistinių grobikų bei jų bendrininkų piktadarybėms nustatyti ir ištirti, remdamasi ekspertų komisijos išvadomis, liudininkų parodymais ir matematiniais skaičiavimais, nustatė, kad Paneriuose nužudyta daugiau kaip 100 tūkst. žmonių. Didžiausią žuvusiųjų dalį sudaro žydai. Be jų, čia nužudyta Čekijos, Prancūzijos, Lenkijos, Latvijos, Rusijos piliečių, vokiečių sąjungininkų – neįgaliais tapusių Vengrijos ir Rumunijos piliečių.