עד מרץ 1943 השלימו הגרמנים את השמדת יהודי חבל ורטלנד. יהודי גטו לודז' ניצלו בשלב זה מגורלם של היהודים באזור, מכיוון שעבודתם של יהודי הגטו הייתה עדיין חשובה לגרמנים ולכן טרם בוצע חיסול (ליקוודציה) של הגטו. הגרמנים החליטו כנראה שההשמדה בעזרת משאיות הגז איטית ולא יעילה, ומכיוון שמחנה ההשמדה אושוויץ פעל כבר באורח מלא, הוחלט על הפסקת הפעילות בחלמנו. במקביל הוחל בחלמנו בפעילות של טשטוש עקבות הרצח. המטרה הייתה הסתרת מעשיהם של הגרמנים, אך שריפת הגופות גם נבעה מהמפגע הבריאותי שיצרו. היה זה המקום הראשון שבו נעשתה פעילות כזו, והשיטות שהונהגו בחלמנו הופעלו במקומות רבים אחרים. האחראי מטעם האס אס למבצע הטשטוש היה שטנדרטנפיהרר פאול בלובל, מי שיהיה אחראי בהמשך השואה למבצע 1005 - טשטוש עקבות ההשמדה בכל רחבי הרייך. פעולת הטשטוש בוצעה על ידי עובדי הכפייה: מספר רב מאוד של עצים מיערות הסביבה נכרתו, והובאו לשני מתקני שרפה שנבנו על ידי הגרמנים. עובדי הכפייה הכבולים באזיקים הוציאו את הגופות מהקברים והשליכו אותם על מתקני השרפה. לאחר שריפת הגופות נטחנו העצמות במכונה מיוחדת שהובאה למקום. האפר ושאריות העצמות פוזרו בנהר הנֵר, ושטח קברות ההמונים יושר וניטעו בו עצים.
במרץ 1943 הוחלט על פירוק המחנה. הגרמנים חגגו את סיום פעילותו במסיבה בעיר קולו, שם נאמו לפניהם קצינים בכירים. הטירה פוצצה ב-7 באפריל על אחרוני היהודים עובדי הכפייה שהיו בה. סגל המחנה נשלח, כיחידה אורגנית, לשמש כפלוגת משטרה צבאית בדיוויזיית הוואפן אס אס פרינץ אויגן, שפעלה אז ביוגוסלביה נגד הפרטיזנים שם.
ההפעלה השנייה של המחנה וחיסולו הסופי.
גטו לודז' היה הגטו האחרון שנותר על אדמת פולין, וחיסולו נדחה בשל האינטרסים הכלכליים שהיו לאישים גרמניים שונים בקיומו, בעיקר למושל החבל ארתור גרייזר ומפקד הגטו, הנס ביבוב. ראשי האס אס לחצו להפוך את המחנה למחנה ריכוז, שיהיה בשליטת המשרד למשק וכלכלה של האס אס, כפי שהיו מחנות אחרים. באמצע פברואר 1944 הוכרע הוויכוח; הוחלט סופית על חיסולו ההדרגתי של הגטו ועל השמדתם של היהודים הנותרים, רובם באושוויץ וחלקם בחלמנו.
היחידה שהייתה אחראית על חלמנו בתקופה הראשונה הוחזרה מיוגוסלביה, והחלה בהכנת המחנה מחדש לתפקידו. הטירה כבר הייתה הרוסה ברובה, לפיכך הוחלט להכשיר בה רק את המרתפים, שבהם ישוכנו עובדי הכפייה. הוחלט שפעולת ההשמדה תבוצע במחנה היער. הוקמו ביער שני צריפים גדולים, באורך 20 מטרים וברוחב 10 מטרים, והם הוקפו בגדר גבוהה. גם בשלב זה ננקטו אמצעים לשמירת ההונאה, ובצריפים ניתלו שלטים שנועדו להטעות את הנרצחים (כמו "למרחץ", "לרופא", וכדומה). בצריף הראשון התפשטו הגברים והנשים. הם הובלו משם לצריף השני, שבקצהו הייתה דרך מגודרת, שהובילה למישור משופע; ממישור זה הועלו הקורבנות למשאיות הגז. בחלק אחר של היער נבנו משרפות.
ב-23 ביוני 1944 יצא המשלוח הראשון מגטו לודז' לחלמנו. עד 14 ביולי הושמדו בחלמנו 7,196 איש מן הגטו. לאחר תאריך זה הופסקו הגירושים לחלמנו, אך חודשו באוגוסט, והפעם לאושוויץ. ב-30 באוגוסט יצא המשלוח האחרון; בגטו נותרו מאות בודדות של יהודים בלבד. משלוחים אחרונים של יהודים נשלחו לחלמנו בקיץ 1944. לאחר מכן כבר לא היו הוצאות להורג במחנה, אך נותרו בו עובדי כפייה שעסקו בטשטוש עקבות הרצח: הם עסקו בשריפת גופות הנרצחים, ולאחר מכן בפיזור האפר ופירוק מתקני השרפה. קבוצה אחרת, שנקראה "קומנדו הבית", הייתה מורכבת מחייטים וסנדלרים, והם עסקו במיון בגדי הנרצחים. באוקטובר 1944 הסתיימה עבודת עובדי הכפייה ביער, והם נרצחו ביער סמוך. בתחילת ינואר 1945, עם התקרבות הצבא האדום, החליטו הגרמנים להשמיד את 47 היהודים שנותרו. בלילה שבין 17 בינואר ל-18 בינואר הוציאו הגרמנים להורג את כולם. למחרת פינו הגרמנים את המחנה סופית.
סגל המחנה.
כאמור לעיל, הורכב סגל המחנה מכ-120 איש. חמישה עשר עד עשרים מהם היו אנשי האס דה, SD, משטרת הביטחון, ועוד כ-120 אנשי השוצפוליציי. אלה האחרונים חולקו לשלוש יחידות: האחת נקראה "קומנדו תובלה" (Transport-kommando); הם היו משוכנים בעיקר בעיירה פוביירצ'ה, ותפקידם היה לקבל את היהודים שנשלחו לשם ברכבות ולהוביל אותם משם לטירה. יחידה שנייה נקראה "קומנדו הטירה" (Schlosskommando), שתפקידה היה אבטחת הטירה וסיוע בהובלת היהודים למשאיות הגז; והיחידה השלישית נקראה "קומנדו היער" (Waldkommando), ותפקידה היה אבטחת אזור הקבורה והשרפה ביער. ההשתייכות ליחידות אלה לא הייתה קבועה, והשוטרים התחלפו ביניהם בתפקידים. במחנה שירתו גם כמה פולנים, שהיו אסירים בפוזנן והורשו להיכנס ולצאת באופן חופשי מן הטירה. יחד עמם הועסקו במחנה גם כמה נשים מן הכפר.
מפקד המחנה הראשון היה האופטשטורמפירר (סרן) הרברט לנגה. הוא שימש כמפקד המחנה כחודשיים. בפברואר 1942 הוחלף לנגה, ובמרץ מונה מפקד חדש - האופטשטורמפירר הנס בותמן (Bothmann).יחידת אנשי האס דה והשוצפוליציי שהייתה במחנה נקראו לעיתים זונדרקומנדו קולמהוף (יחידת הפעולה המיוחדת קולמהוף, על פי השם הגרמני של חלמנו), ולעיתים על שם מפקד המחנה - זונדרקומנדו לאנגה או זונדרקומנדו בותמן. כאמור, סגל המחנה היה כפוף לפיקוד האס אס בחבל ורטגאו, שבראשו עמד גרופנפירר (תת-אלוף) וילהלם קופה; קופה היה כפוף ישירות להיינריך הימלר, ראש האס אס, ומינהלית גם לארתור גרייזר, מושל חבל ורטגאו, שהתערב רבות בנעשה במחנה.
נרצחים, בורחים וניצולים.
רובם המוחלט של הנרצחים במחנה, כ-98%, היו יהודים. היתר היו, כאמור, צוענים ועוד כמה מאות בני לאומים אחרים. כמעט ולא נותר שריד לנרצחים, ולכן מספר ההרוגים במחנה אינו ברור. ההערכות נעות בין 152,000 לבין 320,000 ההערכה המצמצמת מתבססת על נתוני בית המשפט במשפטים שנערכו לפושעי המלחמה לאחר המלחמה; ההערכה הרחבה יותר מתבססת על מספרם של יהודי חבל ורטגאו, כולל מספרם של היהודים שמצאו עצמם בגטו לודז'. מספר זה עומד על 380,000 איש, כמה עשרות אלפים מהם נמלטו מזרחה או גורשו לשטחי הגנרלגוברנמן לאורך שנתו הראשונה של הכיבוש הנאצי בפולין. בגטו לודז' מתו במגפות ונרצחו 43,500 איש. כ-74,000 גורשו לאושוויץ ונרצחו שם. במקביל, גירשו הנאצים כמה עשרות אלפי יהודים מארצות אחרות אל חבל ורטגאו. לא כל היהודים שנרצחו באותו אזור נרצחו בחלמנו, חלק הוצאו להורג בגטאות עצמם או ביערות אחרים. לכן האומדן השני בעייתי יותר.
שבעה בורחים מהמחנה ידועים בשמותם. חמישה שברחו מהמחנה בתקופה הראשונה ושניים שברחו בתקופת ההפעלה השנייה. שישה מתוכם שרדו את השואה. הראשון שידוע שברח מן המחנה היה אברהם רוי. יומיים לאחר מכן, בתחילת 1942 ברח מן המחנה מרדכי פודכלבניק. פודכלבניק היה בורסקי, תושב העיירה קולו, שגורש לחלמנו בתחילת ינואר 1942. הוא הושאר עם קבוצת יהודים באחד המרתפים בלילה הראשון, ולאחר מכן הושאר לשמש כעובד כפייה בטירה עצמה; למחרת הועבר לעבודה במחנה היער, שם הועסק בקבורת הגופות. כעשרה ימים לאחר שהגיע למחנה, באמצע ינואר 1942, הצליח להימלט על ידי קפיצה מן הרכב שהוביל את עובדי הכפייה מן הטירה למחנה היער. פודכלניק הצליח להגיע לז'שוב (ריישא, Rzeszów) בדרום מזרח פולין, שם הסתתר עד תום המלחמה. באותו יום שבו ברח פודכלבניק נמלט גם אסיר אחר בשם שלמה וינר, שמאוחר יותר השתמש בשם יעקב גרוז'נובסקי, או גרויאנובסקי (כנראה לא היה זה שמו האמיתי). אדם זה גורש מהעיר איזביצה קויאווסקה לחלמנו ב-6 בינואר 1942. הוא ברח מן המחנה ב-19 בינואר, הגיע אל הרב של גרבוב וסיפר לו את קורותיו בחלמנו, ומשם המשיך לגטו ורשה והעביר למנהיגי הגטו היהודים מידע על המתרחש במחנה, שלימים נודע כדו"ח גרויאנובסקי. בזכות המידע שהעביר, כתב הרב מגרבוב מכתבים ושילח אותם לכל מנהיגי היהודים בגטאות בסביבה. המכתבים הגיעו חמישה חודשים אחרי שנשלחו ולמעשה חשפו את הנעשה בחלמנו. המידע נרשם על ידי אנשי ארכיון "עונג שבת"; גרויאנובסקי נקרא בפיהם "הקברן מחלמנו". הוא לא שרד את המלחמה, וגורלו לא ברור; לפי הערכה אחת הוא מצא את מותו בגטו ורשה, ולפי הערכה אחרת מצא את מותו במחנה ההשמדה בלז'ץ. פודכלניק נפטר בישראל בראשית שנות ה-80. בסביבות חודש אוגוסט או ספטמבר 1942 ברחו מן המחנה יצחק מאיר יהודה יוסטמן וחיים ירחמיאל וידבסקי, הם הגיעו לפיוטרקוב לביתו של הרב משה חיים לאו ושם סיפרו את אשר עבר עליהם.
ביום חיסול המחנה התמרדו האסירים היהודים וניסו לברוח. מאירוע זה ידוע על שני שורדים: מרדכי זורבסקי ושמעון סרבניק. זורבסקי הצליח להימלט בעת שהגרמנים ניסו להוציא חלק מהיהודים להורג; סרבניק נפצע קשה יחד עם חבריו שהוצאו להורג, אך הוא לא מת מן היריות, וניצל. בסך הכל נותרו בחיים ממחנה חלמנו שלושה אנשים: פודכלבניק, זורבסקי וסרבניק. סרבניק העיד במשפט אייכמן, וצולם על ידי קלוד לנצמן לסרטו שואה.
אחרי המלחמה.
תיעוד ועדויות.
אין כמעט עדויות על הנעשה בחלמנו, בשל מספרם הקטן מאוד של הניצולים. עדותו של גרוינובסקי היא העדות המפורטת היחידה, כאמור לעיל, והיא נגבתה על ידי אנשי ארכיון "עונג שבת". עדות זאת על ההשמדה במחנה חלמנו התפרסם בארצות הברית בעיתון ביידיש פארווערטס ב-31 ביולי 1942. תרגום לעברית של דו"ח זה פורסם בעברית בדבר ב-8 באוקטובר 1942, תוך ציון שהאחריות לנכונות המידע הוא על הפארווערטס.