In dem Hamburger Ortsteil Neuengamme errichtete die Schutzstaffel (SS) im Dezember 1938 in einer stillgelegten Ziegelei ein Außenlager des Konzentrationslagers (KZ) Sachsenhausen. Unter Einsatz von zunächst 100 Häftlingen nahm das SS-Unternehmen "Deutsche Erd- und Steinwerke GmbH" (DESt) das alte Klinkerwerk wieder in Betrieb. Durch finanzielle Unterstützung der Stadt Hamburg, die eine Neugestaltung des Hamburger Elbufers mit "Führerbauten" plante, wurde Neuengamme im Frühsommer 1940 ausgebaut, erhielt eine neue Großziegelei und wurde zu einem eigenständigen Konzentrationslager erklärt.
In den ersten Jahren wurden fast ausschließlich deutsche Häftlinge aus anderen Konzentrationslagern nach Neuengamme überstellt. Mit Beginn des Zweiten Weltkriegs kamen Menschen aus allen von Deutschland besetzten Ländern in das Lager, von denen die sowjetischen und die polnischen Häftlinge die größte Gruppe bildeten. Ab 1944 inhaftierte die SS vor allem Gefangene aus den besetzten west- und nordeuropäischen Ländern in Neuengamme, die Widerstand gegen die deutsche Besatzung geleistet hatten.
Die ab 1942 von den Nationalsozialisten durchgeführten Maßnahmen für ein "judenfreies" Reich wurden 1944 aufgegeben. Infolge von wirtschaftlichen Schwierigkeiten, besonders des Mangels an Arbeitskräften, wurden nun verstärkt jüdische Zwangsarbeiter in der deutschen Industrie eingesetzt. So kamen ab April 1944 Tausende von Juden, in der Mehrzahl Frauen, mit Transporten aus den östlichen Lagern nach Neuengamme und in seine Außenlager. Die Zahl der jüdischen Häftlinge im KZ Neuengamme betrug insgesamt etwa 13.000.
Die Häftlinge des KZ Neuengamme mussten zunächst bei der Errichtung des Lagers und der neuen Ziegelei, beim Tonabbau in nahe gelegenen Tongruben, bei der Klinkerproduktion, bei der Begradigung eines Seitenarms der Elbe sowie bei der Anlage eines Stichkanals mit Hafenbecken Zwangsarbeit leisten. 1942 richteten der SS-Betrieb "Deutsche Ausrüstungswerke" (DAW) und eine Reihe anderer Rüstungskonzerne wie die Waffenfabrik Metallwerke Neuengamme auf dem Lagergelände Produktionsstätten für Waffen und andere militärische Produkte ein. Dort und in über 80 Außenlagern des KZ Neuengamme in ganz Norddeutschland arbeiteten die KZ-Gefangenen nun hauptsächlich für die Rüstungsproduktion.
Ab 1942 führten SS-Ärzte unter anderem mit Medikamenten zur Flecktyphusbekämpfung, mit künstlichen Tuberkuloseinfektionen sowie mit giftgasverseuchtem Wasser medizinische Experimente an den Häftlingen durch. Im April desselben Jahrs suchte eine Ärztekommission im Rahmen der "Aktion 14 f 13 zur Vernichtung lebensunwerten Lebens" geschwächte Häftlinge sowie Behinderte und Juden aus, die einige Wochen später in der "Landes-Heil- und Pflegeanstalt" Bernburg an der Saale umgebracht wurden. Gegen Ende des Jahrs 1942 ermordete die SS 448 sowjetische Kriegsgefangene im Lagergefängnis mit dem Giftgas Zyklon B. Des weiteren wurden mindestens tausend entkräftete Häftlinge insbesondere 1942/43 im Krankenrevier des Hauptlagers Neuengamme durch Giftspritzen getötet.
Als sich britische und amerikanische Truppen Anfang April 1945 dem Hauptlager Neuengamme und seinen Außenlagern näherten, wurde auf Befehl des Reichsführers-SS und "Chefs der Deutschen Polizei", Heinrich Himmler, mit der Räumung der Lager begonnen. Auf den folgenden "Todesmärschen" kamen Tausende der KZ-Insassen ums Leben. Die letzten etwa 10.000 im Stammlager verbliebenen Häftlinge wurden Mitte April 1945 in Richtung Lübeck transportiert und auf drei Schiffe verladen, die in der Lübecker Bucht ankerten. Am 3. Mai 1945 wurden die Schiffe von britischen Kampfflugzeugen bombardiert, die sie für Truppentransporter hielten. Die "Cap Arcona" und die "Thielbek" brannten aus und gingen unter. 7.000 Häftlinge kamen dabei ums Leben.
Zwischen 1938 und 1945 wurden etwa 100.000 Menschen aus fast allen europäischen Ländern in das Hauptlager Neuengamme und seine Nebenlager eingewiesen, darunter ca. 13.500 Frauen. Mindestens 42.900 Menschen starben als Häftlinge des KZ Neuengamme.
Nach dem Krieg wurden die Gebäude des ehemaligen KZ Neuengamme als Internierungslager für SS-Angehörige, Funktionsträger der Nationalsozialistischen Deutschen Arbeiterpartei (NSDAP) und der Wehrmacht genutzt. 1948 richtete die Freie und Hansestadt Hamburg eine Justizvollzugsanstalt (JVA) in einem Teil des ehemaligen Lagergeländes ein. 1965 wurde die "KZ-Gedenkstätte Neuengamme" auf dem Gelände der ehemaligen Lagergärtnerei eingerichtet und 1981 durch ein Dokumentenhaus ergänzt. 2003 wurde die JVA geschlossen und im Mai 2005 eine neue Gedenkstätte auf dem ehemaligen Lagergelände eröffnet, sie ist eine der größten in Deutschland.