Under andre verdenskrig utstedte Brandt ordrer om forskjellige medisinske eksperimenter på konsentrasjonsleirfanger, og utførte ofte disse egenhendig. Disse eksperimentene, fant sted på forskjellige institutter for eutanasi og i blant andre konsentrasjonsleirene Dachau, Buchenwald og Auschwitz. Ofrene ble blant annet utsatt for høydeeksperimenter, nedfrysning, ben-, muskel- og nervetransplantasjoner, sterilisering, forskjellige eksperimenter med tyfus og sulfanilamid.