O. Maksymilian został przewieziony do Oświęcimia 28 maja 1941 r. i osadzony w KL Auschwitz, gdzie otrzymał numer 16670. Podczas apelu na obozowym placu, wyselekcjonowano dziesięć osób, które miały umrzeć za to, że jeden więzień uciekł z bloku. To wtedy Ojciec Kolbe wystąpił z szeregu i zwrócił się po niemiecku do Lagerfuehrera Karla Fritzscha z prośbą, aby mógł zająć miejsce nieznanego mu więźnia, Franciszka Gajowniczka, który błagał Fritzscha o litość tłumacząc, że ma rodzinę. Historycy na podstawie relacji świadków nie ustalili dokładnej daty dziennej tego zdarzenia, ale jedną z najczęściej przez nich wymienianych jest 29 lipca 1941 r. Ojciec Kolbe przez ostatnie dni swego życia konał w celi nr 18 w podziemiach Bloku 11, gdzie został przeniesiony z grupą innych więźniów wyznaczonych na śmierć. We wspomnieniach więźniów utrwaliło się, że skazani na śmierć głodową początkowo śpiewali i modlili się. Po kilku dniach dobywające się z celi głosy cichły. Niemcy sukcesywnie wynosili ciała kolejnych zmarłych osób. O. Maksymilian Kolbe zmarł jako ostatni, dobity zastrzykiem z kwasu karbolowego. Jak wspominał tłumacz w bloku śmierci, który przeżył obóz, Brunon Borgowiec: „Ojciec Kolbe siedział na posadzce oparty o ścianę i miał oczy otwarte. Jego ciało było czyściutkie i promieniowało.

Papież Paweł VI 17 października 1971 r. ogłosił O. Maksymiliana Kolbego błogosławionym. Papież Jan Paweł II 10 października 1982 r. zaliczył Ojca do grona świętych męczenników Kościoła katolickiego.