לאחר כיבוש קייב בספטמבר 1941 כונסו כל יהודי העיר ונשלחו להוצאה להורג לתוך בורות ירי שנחפרו ביער לא רחוק מן העיר. ברצח השתתפו כוחות איינזצגרופן נאצים ומשתפי פעולה מקרב האוכלוסייה המקומית האוקראינית. ב-29 וב-30 בספטמבר (ערב יום הכיפורים ה'תש"ב) נטבחו בבאבי יאר 33,771 יהודים. במהלך השנה שלאחר מכן הובלו לבאבי יאר והומתו שם בהריגה 15,000 יהודים נוספים שנתפסו בעיר ובסביבתה. הנאצים רצחו בבאבי יאר רבים נוספים: צוענים, חולים מבית החולים הפסיכיאטרי ע"ש פבלוב, שבויי מלחמה סובייטיים ואזרחים רבים שנרצחו בשל סיבות טריוויאליות כהפרת סדר (כ-50 אלף בני אדם).