Бабий Яр получил трагическую всемирную известность как место массовых казней гражданского населения — евреев, цыган, а также советских военнопленных нацистами и украинскими коллаборационистами, осуществлённых немецкими оккупационными войсками во время Великой Отечественной войны.

Киев был занят фашистами 19 сентября 1941 года. Овраг Бабий Яр немецкое командование стало использовать как место массовых расстрелов. Первыми жертвами нацистов стали пациенты психиатрической больницы имени Ивана Павлова - 752 человека, их расстреляли здесь 27 сентября.

29 сентября 1941 года, по приказу немецких властей, еврейское население Киева к 8 часам утра собралось на углу Мельниковой и Доктеривской улиц с документами и ценными вещами. Как им сказали, для переписи и переселения. Всех собравшихся палачи, отобрав у них все ценности, согнали к Бабьему Яру и расстреляли.

За два дня, 29 и 30 сентября, были убиты 33 тысячи 771 человек — почти всё еврейское население Киева.

Организаторами массового убийства были военный комендант города генерал-майор Курт Эберхард, начальник айнзацкоманды «С» бригадефюрер СС Отто Раш и обергруппенфюрер СС Фридрих Эккельн. Непосредственно руководил казнью начальник зондеркоманды «4» штандартенфюрер СС Пауль Блобель.

Массовые казни в Бабьем Яру продолжались практически до освобождения Киева в 1943 году. По разным историческим данным, здесь в период с 1941 по 1943 год были расстреляны от 70 000 до 200 000 человек.