Josef Mengele przybył do Auschwitz 30 maja 1943 roku za namową swojego protektora uczelnianego prof. Otmara von Verschuera. W Oświęcimiu prowadził badania nad ciążą mnogą, nad nomą, dziedzicznością oraz cechami rasowymi (dwa ostatnie rodzaje badań były prowadzone w porozumieniu z Instytutem Badań Antropologicznych i Biologiczno-Rasowych).
Więźniowie, którzy nadali mu przydomek Anioł Śmierci, wspominali go w taki sposób:
„Był to mężczyzna wyglądający jak amant filmowy, z gładką, przyjemną twarzą, o niezwykle regularnych rysach. Zawsze nosił na sobie mundur, wyglądał czysto i elegancko, gdziekolwiek się pojawił, roztaczał atmosferę strachu i niepewności, ponieważ było wiadomo, że przeprowadzał selekcje i wysyłał ludzi do gazu”.
Badania nad bliźniętami
Bliźnięta były przedmiotem szczególnego zainteresowania Mengele. Uważał on, że podobieństwa to cechy odziedziczone, a różnice między nimi powstają w wyniku wpływu czasu oraz warunków zewnętrznych. Pierwsze doświadczenia rozpoczął w obozie cygańskim na dzieciach. Był wobec nich bardzo miły, łagodny, dbał o ich wyżywienie i rozdawał im słodycze. Dzieci nazywały go dobrym wujkiem.
Na terenie obozu cygańskiego w barakach 29 i 31 Mengele polecił zbudować Kindergarten, w którym umieszczał wszystkie dzieci. Bloki te były w nieco lepszym stanie niż pozostałe baraki - wybielone i ozdobione malunkami. Teren za budynkiem 31 urządzono na plac zabaw.
Później okazało się, że to właśnie z owego „przedszkola” Anioł Śmierci czerpał „żywy materiał” do swoich eksperymentów. W pobliżu urządził pracownię, w której dokonywał pomiarów antropologicznych oraz opisów wykroju ust, barwy oczu i barwy skóry.
Mengele zatrudnił jako swoją asystentkę więźniarkę, dr Martynę Puzynę, której zadaniem było pomaganie w wykonywaniu pomiarów oraz segregacji dokumentacji. Oprócz tego pracowała dla niego sekretarka Janina Prażmowska oraz malarka Dinę Gottliebova, która wykonywała malunki porównawcze kształtów nosów, ust, rąk. Prócz porównań Dina malowała portrety Cyganów. Jak wspominała później:
„Dr Mengele nie lubił kolorowej fotografii, on chciał wszystkie kolory i odcienie skory najdokładniej skopiować w naturalnych barwach (…) Pewnego razu musiałam malować usta i gardło chorego chłopca. Pamiętam, że Mengele siłą otworzył mu usta. Gardło i podniebienie miał chłopak zupełnie czarne”.
Mengele interesował się także dziećmi żydowskimi, zwłaszcza z anomaliami wrodzonymi. Bliźnięta do lat dwóch oraz ich matki umieszczano w baraku 22, zaś bliźnięta starsze, karłów i kaleki w baraku 15. Dzieci te były chronione przed selekcjami oraz złym traktowaniem ze strony funkcyjnych i SS-manów. Pozostawały do wyłącznej dyspozycji Mengele, który poddawał je przeróżnym eksperymentom.