Han ble i Estland leder Sonderkommando 1a knyttet til Einsatzgruppe A ledet av Franz Walter Stahlecker. Stahlecker var som Sandberger jurist fra universitetet i Tübingen. De første ukene etter invasjonen av Sovjetunionen (inkludert de baltiske landene) 22. juni 1941 reiste Sandberger sammen med Stahlecker rundt i de okkuperte områdene for å bli kjent med situasjonen. Sandberger ga 10. september 1941 ordre om å internere alle jøder i Estland. I desember 1941 ble Sandberger i tillegg leder for SD og Sicherheitspolizei i Estland med graden SS Standartenführer. Sandbergers virke under krigen er godt dokumentert i tyske, russiske, estiske og italienske arkiver. «Spesialbehandling» var vanlig eufemisme for henrettelse, men Sandberger noterte av og til i margen «død ved henging». Han så for seg tysk bosetting fra Østersjøen til Kvitsjøen. Tidlig i 1943 beordret han internering av alle sigøynere i Estland med sikte på deportering. I det okkuperte Estland ble fra sommeren 1941 5643 personer henrettet på hans ordre inntil Estland var «Judenfrei». Sigøynere og kommunister ble i stort antall henrettet under hans ledelse. Sandberger deltok i plyndring av jødisk eiendom. Da Tallin ble frigjort av sovjetiske styrker i 1944 var det bare 5 overlevende jøder i landet.