We wrześniu 1941 Karl Koch został mianowany pierwszym komendantem obozu koncentracyjnego (który pełnił funkcję także obozu zagłady) Majdanek w okupowanej PolsceChris Webb, Carmelo Lisciotto, Majdanek Concentration Camp (KL Lublin). SS- Standartenführer Karl Otto Koch H.E.A.R.T, Holocaust Research Project.org 2007.. Wcześniej był to obóz dla radzieckich jeńców wojennych prowadzony przez Waffen-SS. Koch rozbudował obóz, w którym umieszczono tysiące cywilów z Polski i innych krajów okupowanych (w tym wielu Żydów). Wybudowano krematoria i komory gazowe, a ogólną liczbę ofiar Majdanka oblicza się na ok. 80 tysięcy ludzi. Koch sprawował swoją funkcję do lipca 1942, gdy został zawieszony z powodu ucieczki 14 lipca 1942 r. 86 radzieckich więźniów. Postawiono go przed sąd SS i Policji w Berlinie, ale w lutym 1943 został uniewinniony. Następnie Koch pełnił służbę administracyjną związaną z ochroną przesyłek pocztowych.