Einer der SS-eigenen Wirtschaftsbetriebe für den Betrieb der Konzentrationslager war die Deutsche Erd- und Steinwerke GmbH. Neben der Ausbeutung der Häftlinge zur Gewinnmaximierung der SS stand zu diesem Zeitpunkt die Disziplinierung, Unterdrückung und Brechung des politischen Gegners noch im Vordergrund. Es wurde auch nach Steinbrüchen gesucht, welche besonders für die Vernichtung durch Arbeit geeignet schienen. In der Tat war die schwere Steinbrucharbeit mit vollkommen unzulänglichen Werkzeugen für die unterernährten und geschwächten Häftlinge meist tödlich. Einer dieser Steinbrüche wurde in Mauthausen gefunden und für die Einbindung in ein Konzentrationslager ausgewählt. Die ersten Häftlinge trafen am 8. August 1938 in Mauthausen ein.
Ungefähr 300 Häftlinge aus Dachau wurden für den Lageraufbau nach Mauthausen überstellt. Sie wurden von 80 Angehörigen des Dachauer SS-Totenkopfverbandes bewacht, die somit den Grundstock der SS-Bewachungseinheiten in Mauthausen bildeten. Das erste Lager bestand aus vier Baracken, wurde aber schnell vergrößert. Im Januar 1939 wurde der Ausbau des KZ verfügt, bei dem u.a. die heute noch existierenden Umfassungsmauern und die Wachtürme errichtet wurden. Im Dezember 1938 waren in Mauthausen knapp 1.000 Häftlinge interniert.

Das einzige Konzentrationshauptlager auf österreichischem Territorium war nie ein Lager für Österreicher. Nahezu in der gesamten damaligen „Ostmark“ wurden auch Nebenlager von Mauthausen errichtet. Diese Nebenlager mussten, ebenso wie das Hauptlager, mit Lebensmitteln und Baustoffen versorgt werden, auch die Wachmannschaften wurden teilweise aus der örtlichen Bevölkerung rekrutiert. Die Häftlinge von Mauthausen wurden aus den Transportzügen durch die Ortschaften getrieben und waren unübersehbar.

Das Konzentrationslager Mauthausen wandelte sich in den nächsten Jahren zu einem der gefürchtetsten Lager im gesamten KZ System. Dazu trug sicherlich auch die Einstufung des KZ Mauthausen mit seinem Nebenlager Guben als einziges Lager der Stufe III angeführt. In diese Lager sollten vor allem „schwerbelastete, unverbesserliche (…) kaum noch erziehbare“ Schutzhäftlinge deportiert werden, oftmals auch als Strafverschärfung für Häftlinge anderer KZ. Häftlinge dieser Kategorie waren de facto Todeskandidaten, deren Arbeitskraft noch bis zur Erschöpfung ausgenutzt werden sollte.

Zur Kostenersparnis wurde die Vernichtung der Häftlinge in Kauf genommen. Zusätzlich zur unmenschlichen Behandlung und zur Schwerstarbeit führte die vollkommene Unterversorgung mit allen lebensnotwendigen Gütern, ärztlicher Betreuung und grundlegenden Hygienemaßnahmen zum psychischen Zusammenbruch vieler Häftlinge, die sich jeglicher Menschenwürde beraubt sahen. Diese Vernichtungspolitik wurde in Mauthausen vor allem zu Beginn auf Juden und Zigeuner angewandt. Besonders jüdische Häftlinge hatten in Mauthausen eine durchschnittliche Lebensdauer von wenigen Wochen.
Für Angehörige bestimmter Nationen und Häftlingskategorien war Mauthausen bis zum Spätsommer 1943 nahezu ausnahmslos ein Todeslager. Davon waren neben den bereits genannten Juden und Zigeunern auch Polen und Russen (hier vor allem Kriegsgefangene), Tschechen und Republikanische Spanier betroffen. Im Herbst 1941 wurde mit dem Bau einer Gaskammer begonnen, die für die Ermordung kranker und arbeitsunfähiger Häftlinge benutzt, aber auch für groß angelegte Exekutionen verwendet wurde.

Der Häftlingsstand im KZ Mauthausen betrug Ende 1943 ungefähr 25.000, in dieser Zahl sind die Verstorbenen, Ermordeten und Überstellten nicht enthalten. Mit Beginn des Einsatzes der Häftlinge in der Rüstungsindustrie konnte also auf ein großes Potential an Arbeitskräften zurückgegriffen werden, das für die Unternehmer und die SS hohe Gewinne brachte.

Zur Durchführung des Arbeitseinsatzes der Häftlinge in der Rüstungsindustrie wurden zuerst im Umkreis des KZ Mauthausen und später in ganz Österreich (ab Salzburg ostwärts) Nebenlager des Stammlagers gegründet. Die geografische Lage in den Alpen oder im Alpenvorland begünstigte die (luftangriffsichere) Verlagerung der Produktion in Stollen und Bergwerke, die entweder bereits bestanden oder von den Häftlingen unter unvorstellbaren Bedingungen in das Gestein vorgetrieben wurden. Gusen, das erste Nebenlager des KZ Mauthausen wurde im nur fünf Kilometer entfernten Langenstein  im Mai 1940 eröffnet.

Gusen hatte lange Zeit (bis 23. Januar 1944) eine Sonderstellung im gesamten Mauthausenkomplex: Hier wurden eigene Häftlingsnummern vergeben, eigene Registraturen geführt, und viele andere Faktoren machten das Nebenlager Gusen fast zu einem eigenständigen Konzentrationslager.

Die Nutzung des Lagers Gusen für die Zwecke der Rüstungsindustrie begann erst relativ spät (z.B. im Nebenlager Gusen II im März 1944), der Hauptzweck dieses Lagers war immer noch die Ausbeutung der Häftlinge für die wirtschaftlichen Zwecke der SS.
Daneben entstanden ab dem Frühjahr 1943 unzählige Nebenlager an Standorten der Rüstungsindustrie. Die größten Lager, die zeitweise sogar den Häftlingsstand des Stammlagers übertrafen, waren Gusen, Ebensee, Melk, Linz und eine Vielzahl von Nebenlagern im Wiener Raum. Insgesamt sind bis heute ca. 49 Standorte bekannt, an denen Nebenlager des KZ Mauthausen bestanden.

Der Häftlingsstand wuchs bis Ende 1944 auf über 74.000 an, um Anfang März 1945 den Höchststand von über 84.000 Insassen zu erreichen. Insgesamt wird die Zahl der Häftlinge in Mauthausen auf über 200.000 geschätzt, eine endgültige Zahl wird jedoch nie vorliegen, da unzählige Häftlinge ohne Registrierung nach Mauthausen deportiert und dort ermordet wurden. Unter diesen 200.000 Häftlingen waren auch über 8.000 Frauen, die im Männerlager Mauthausen interniert worden waren.

Die Befreiung des KZ Mauthausen war die letzte Befreiungsaktion der alliierten Soldaten, nachdem sich die SS-Bewachungseinheiten Anfang Mai sukzessive aus dem Lager entfernt hatten. Zwischen dem 5.-7. Mai 1945 wurde das Lager von der 11. Panzerdivision der 3. US Armee unter dem Kommando des Colonel Seibel endgültig übernommen und somit auch endgültig befreit.

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