W 1938 roku warunki bytowe zdecydowanie się pogorszyły, rozwinął się również dotkliwy system kar dla więźniów. Wówczas również wprowadzono odrębne traktowanie dla żydowskich więźniów, których odsetek szybko wzrastał a Żydzi stali się jedną z głównych kategorii więźniów. W sierpniu i wrześniu 1939 do obozu w Buchenwaldzie skierowano polskich powstańców i działaczy Związku Polaków w Niemczech aresztowanych przez gestapo w Prudniku. Wśród 20 aresztowanych znaleźli się m.in.: B. Augustyn, K. Chrząszcz, J. Dominik, J. Gomoła, F. Kwoczek, A. Sosna, W. Szpiler i inni. Umieralność była wysoka, latem 1940 roku zostało otwarte pierwsze krematorium w obozie. thumb|Ofiary eksperymentów pseudonaukowych thumb|Film z wyzwolenia obozu nakręcony przez żołnierzy ze Special Film Project 186. Na więźniach prowadzono badania naukowe i pseudonaukowe, na potrzeby firmy Behring-Werke z Marburga i berlińskiego . Pierwszy dokument wskazujący na prowadzenie w obozie doświadczeń z lekami na więźniach datowany jest na 15 listopada 1939. Więźniowie pracowali również w komandach fabrycznych, m.in. na potrzeby spółek Gustloff z Weimaru oraz Fritz-Sauckel produkujących sprzęt zbrojeniowy. W 1943 zostały utworzone wielkie podobozy przy fabryce GmbH w Lipsku, w fabryce samolotów Junkers w Schönebeck (Elbe) i fabryce Rautal w Wernigerode.