Vrba ble i juni 1942 deportert fra Republikken Slovakia til Auschwitz. Sammen med Alfréd Wetzler (1918–1988) klarte han i april 1944 å flykte fra leiren, og over grensen til Slovakia. Der utarbeidet de den første utførlige rapporten fra utryddelsesleiren. På denne tiden pågikk holocaust i Ungarn for fullt, og Auschwitz var inne i sin dødeligste fase med opp mot 10 000 drepte daglig.