Carl Værnet wykorzystał jego znajomości z czołowymi dygnitarzami III Rzeszy, nawiązując kontakt z Reichsarztem-SS Ernstem Grawitzem. Uzyskał od niego propozycję prowadzenia dalszych badań hormonalnych pod nadzorem SS. W listopadzie 1943 r. zgodził się na to Reichsführer-SS Heinrich Himmler. W grudniu tego roku C. Vaernet dostał stopień SS-Sturmbannführera, zaś pod koniec lutego 1944 r. skierowano go do pracy w firmie medycznej SS Deutsche Heilmittel GmbH w Pradze. W czerwcu tego roku po raz pierwszy przybył do obozu koncentracyjnego w Buchenwaldzie, rozpoczynając hormonalne eksperymenty medyczne na więźniach. Do grudnia odwiedzał obóz ogółem 6-krotnie. Współpracował z lekarzami obozowymi SS Gerhardem Schiedlauskym i Erwinem Dingiem. Jego eksperymenty zostały przeprowadzone na 17 mężczyznach: homoseksualistach, biseksualistach, heteroseksualistach, kryminalistach i zwykłych więźniach. Kilku z nich potem zmarło w obozie. Od jesieni współpracował w Pradze z duńskim oficerem SS i inżynierem Holgerem Windingem Christensenem. 10 lutego 1945 r. wysłał do H. Himmlera ostateczny raport opisujący skutki eksperymentów i przyszłościowe potrzeby swojego projektu badawczego. Wkrótce powrócił wraz ze swoim współpracownikiem do okupowanej Danii, gdzie za uzyskane od SS pieniądze kupili aparaturę badawczą do produkowania sztucznych hormonów.