Kort efter "Anschluss", Tysklands annektering av Österrike i mars 1938, blev Lonauer chef för "Landesirrenanstalt Niedernhart", en psykiatrisk klinik i Linz. Han förestod även en privatklinik i Linz. I april 1940 utnämndes Lonauer till direktor för "Tötungsanstalt Hartheim", eutanasianstalten i Hartheim, som ingick i Aktion T4, Nazitysklands mordprogram för personer med psykiska eller fysiska funktionsnedsättningar eller som av någon annan anledning inte bedömdes vara ”livsvärdiga”. Under Lonauers överinseende mördades under åren 1940 och 1941 18 269 personer i anstaltens gaskammare.