Som leir er Sobibor kjent blant annet på grunn av en større fangeflukt som fant sted 14. oktober 1943. En større gruppe fanger klarte å drepe elleve offiserer og fire ukrainske vakter, og kuttet telefonlinjen. Fangene var bevæpnet med økser og ingen skytevåpen. Mens de var i ferd med å stikke av ble de oppdaget. Av de 600 som prøvde å rømme leiren klarte om lag 300 å komme seg unna, resten ble skutt av vakter eller ble sprengt i stykker i minefeltet som omga leiren. Kun 50 av de 300 rømte fangene overlevde krigen. Aleksandr Petsjerskij var en av lederne for opprøret. Semjon Rosenfeld medvirket i organiseringen. Rosenfeld drepte nestkommanderende i leiren, SS-offiser Johann Niemann, med øksehugg i hodet.