18 sierpnia 1939 roku, niespełna dwa tygodnie przed niemieckim atakiem na Polskę, w III Rzeszy uruchomiono mechanizm, który miał doprowadzić do śmierci tysięcy niepełnosprawnych dzieci. Pod pozorem troski medycznej państwo zaczęło tworzyć ich ewidencję. W rzeczywistości sporządzano listy przyszłych ofiar.Tego dnia Ministerstwo Spraw Wewnętrznych Rzeszy rozesłało ściśle poufne zarządzenie nakazujące zgłaszanie noworodków i dzieci poniżej trzeciego roku życia, u których stwierdzono określone ciężkie wady wrodzone, niepełnosprawność intelektualną lub fizyczną. Do udziału w systemie zobowiązano personel medyczny, szczególnie lekarzy i położne. Za zgłoszenie dziecka położne otrzymywały nawet niewielkie wynagrodzenie.
Cała operacja została starannie zakamuflowana. Powołano Komitet Rzeszy do spraw Naukowej Rejestracji Ciężkich Chorób Dziedzicznych i Wrodzonych. Nazwa sugerowała działalność naukową i statystyczną. W rzeczywistości instytucja stała się jednym z najważniejszych elementów programu mordowania niepełnosprawnych dzieci.
Lekarze wypełniali formularze zawierające informacje o stanie zdrowia małych pacjentów. Dokumentacja trafiała następnie do ekspertów, którzy często bez osobistego zbadania dziecka podejmowali decyzję o jego dalszym losie. Wybrane dzieci kierowano do specjalnych oddziałów pediatrycznych – tzw. Kinderfachabteilungen. Rodzicom przedstawiano je jako placówki oferujące nowoczesne leczenie i specjalistyczną opiekę.
W rzeczywistości część dzieci trafiała tam po to, aby umrzeć.
Stosowano między innymi śmiertelne dawki leków oraz celowe niedożywianie i głodzenie. Śmierć następowała niekiedy po dłuższym pobycie, dzięki czemu można było stworzyć pozory naturalnego pogorszenia stanu zdrowia. Rodzice otrzymywali później wiadomość o zgonie dziecka, często z fałszywą przyczyną śmierci wpisaną do dokumentacji.
Program nie narodził się jednak w ideologicznej próżni. Już w 1933 roku naziści uchwalili ustawę umożliwiającą przymusową sterylizację osób uznanych za obciążone chorobami dziedzicznymi. Kolejnym etapem było uznanie, że niektóre osoby stanowią dla państwa i społeczeństwa „obciążenie”, którego należy się pozbyć. Niepełnosprawność przedstawiano jednocześnie jako zagrożenie dla rzekomej „czystości” niemieckiej wspólnoty narodowej.
Z czasem granicę wieku ofiar podnoszono, a mechanizm zabijania rozszerzano.
Od adresu kamienicy przy Tiergartenstraße 4 w Berlinie , w której mieściło się założone w kwietniu 1940 roku, przez Philippa Bouhlera biuro nadzorujące projekt, program „eutanazji” nazwano Aktion T4. W 1946 r. Brandt próbował tłumaczyć się, że z całą pewnością uważał, że wszystkie jego działania związane z programem T4 miały status legalnych działań usankcjonowanych prawnie. Jednakże należy wątpić w to czy Brandt rzeczywiście działając w celu uśmiercenia jak największej ilości pacjentów zastanowił się choć przez chwilę nad legalnością swoich działań. Jak napisał w 1946 roku w oczekiwaniu na proces:
Nikt z nas zaangażowanych w sprawę, nie wątpił, że [upoważnienie] miało moc aktu prawnego, i w związku z tym wydawało się oczywiste, iż nasze odpowiednie działania również są umocowane prawnie. (…) Osoby uczestniczące w programie eutanazji były przekonane (…) że ich czyny są moralnie i etycznie zasadne i pod względem prawnym bezpieczne. Bez tej pewności, bez przekonania, że takie są fakty, nikt z lekarzy nie zrobiłby tego, co zrobił
Pomimo prób wybielenia siebie i środowiska medycznego podejmowanych przez Brandta w trakcie procesu niemieckich lekarzy przed Międzynarodowym Trybunałem Wojskowym w Norymberdze lekarze biorący udział w „eutanazji” doskonale zdawali sobie sprawę, że faktycznie uczestniczą w zwykłym mordzie, co potwierdzał choćby jeden z trzech głównych ekspertów Aktion T4 Werner Catel.
Na potrzeby akcji T4 przygotowano również odpowiednią infrastrukturę.
Hartheim był jednym z sześciu ośrodków uśmiercania. Pozostałe znajdowały się w Grafeneck (od stycznia do grudnia 1940 r.), w Brandenburgu (od stycznia do września 1940 r.), w Bernburgu (od listopada 1940 do kwietnia 1943 r.), w Hadamarze (od stycznia do sierpnia 1941 r.) i w Pirna-Sonnenstein (od czerwca 1940 do września 1942 r.). Każdy z ośrodków posiadał przyporządkowany kryptonim, którym posługiwano się w rozmowach telefonicznych i pisemnej korespondencji: grafeneck „A”, Brandenburg „B”, Hartheim „C”, Sonnenstein „D”, Bernburg „Be” i Hadamar „E”. Pacjentów uśmiercano w pomieszczeniach przygotowanych specjalnie do tego celu.