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Le tribunal, composé de juges et de procureurs américains, soviétiques, britanniques et français, se réunit à Nuremberg pour juger les dirigeants nazis contre lesquels trois chefs d'accusation ont été retenus : crimes contre la paix, crimes de guerre (dont assassinat, mauvais traitements ou déportation de populations civiles pour travaux forcés, assassinat d'otages et pillage de biens) et crimes contre l'humanité, à savoir assassinat, extermination, réduction en esclavage et déportation de populations civiles.
Le 19 octobre 1945, les personnes accusées sont inculpées. Un an plus tard, le 1er octobre 1946, le tribunal rend son verdict. Douze des vingt-deux prévenus sont condamnés à mort.
Entre 1946 et 1949, ont lieu à Nuremberg onze autres procès, au cours desquels les Alliés jugent des médecins nazis, des commandants des Einsatzgruppen, des fonctionnaires du ministère de la Justice du Reich, des magistrats des tribunaux spéciaux du régime nazi ainsi que d'autres hauts responsables du parti nazi.
L'accusation fournit de nombreux exemples de la conduite inhumaine sans précédent de l'Allemagne nazie. En novembre 1945, les Américains projettent un film tourné par des photographes alliés dans les régions libérées et en février 1946, les procureurs russes présentent, à titre de preuve, un film de 45 minutes comprenant des séquences tirées de films allemands saisis par les Alliés. Les deux films fournissent des images détaillées des atrocités commises par les nazis. En outre, durant la phase française des poursuites, la journaliste française Marie-Claude Vaillant-Couturier relate la brutalité dont elle a été personnellement témoin à Auschwitz.
Le tribunal aborde à plusieurs reprises la question de la politique antisémite de l'Allemagne nazie. Plus de 800 documents et plus de 30 témoins font référence à la persécution des Juifs. L'un d'eux, le poète yiddish Abraham Sutzkever, vient raconter la souffrance des Juifs dans le ghetto de Vilna. L'officier SS Dieter Wisliceny et le commandant d'Auschwitz Rudolf Höss témoignent par ailleurs, au sujet des origines de la Solution finale. Cependant, les crimes contre les Juifs ne seront pas dissociés des autres crimes et la politique antisémite nazie sera considérée comme motivée par des considérations utilitaires : la volonté d’exercer un contrôle politique sur la société allemande et celle de creuser un fossé entre gouvernement et population dans les pays alliés.