Kiedy masowe groby na cmentarzu zapełniły się zwłokami, Niemcy postanowili rozstrzelać część ofiar w lesie koło Zbylitowskiej Góry.
Pod nadzorem Niemców polscy robotnicy z Baudienstu zawczasu przygotowali w Buczynie masowe groby. Pierwsze egzekucje tarnowskich Żydów zostały tam przeprowadzone 15 czerwca. W ciągu kilku dni z rąk funkcjonariuszy SS i policji niemieckiej zginęło od 6 do 7 tys. Żydów. Wśród ofiar przeważały osoby niezdolne do pracy – starcy, dzieci, chorzy i niepełnosprawni. Zginęło m.in. około 800 dzieci z żydowskiego sierocińca, które celem zaoszczędzenia amunicji Niemcy wpędzili do jednego z grobów, a następnie wymordowali przy użyciu granatów. Najmłodsze dzieci zabijano, chwytając za nogi i roztrzaskując ich głowy o pnie drzew i o duży półokrągły kamień. W filmie dokumentalnym Archiwum istnień z 2009 roku zarejestrowano relację świadka tych wydarzeń:
Zeznania innych świadków wskazują, że część ofiar pogrzebano żywcem w masowych grobach.
Nie była to jedyna masakra Żydów dokonana w lesie Buczyna. Wiadomo bowiem, że w 1942 roku mordowano w tym miejscu Żydów przywiezionych z getta w Brzesku. W egzekucjach ginęły całe rodziny.