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Les déportations s'effectuent à partir d'Umschlagplatz, une gare ferroviaire et une place adjacente situées à la frontière du ghetto. Les déportés sont entassés dans des wagons de marchandises plombés, avec très peu d'eau et une ventilation insuffisante.
Lorsque les déportations commencent, les nazis promettent aux personnes qui se présenteront de leur plein gré pour le « transfert » trois kilos de pain et un kilo de confiture. Au bout de quelques jours, les volontaires cessant de se présenter, les nazis optent pour la tactique du siège : les rues sont bloquées et les résidents expulsés de force de leurs domiciles par la police juive. Les Allemands procèdent à une sélection tandis que des policiers polonais ou ukrainiens traquent les Juifs cachés dans les appartements abandonnés. Un grand nombre de ceux qui se cachent dans les immeubles ou qui tentent d'échapper à la sélection dans la rue sont abattus sur place. La plupart des Juifs soumis à la sélection sont désignés pour la déportation et envoyés à Umschlagplatz.
Après les déportations à Treblinka, il reste dans le ghetto de Varsovie entre 55 000 et 60 000 Juifs, concentrés dans quelques groupes d'immeubles. La superficie du ghetto s'est donc sérieusement réduite.
Ceux qui sont encore dans le ghetto, des adolescents pour la plupart, éprouvent un sentiment amer de désillusion et d'abandon. Beaucoup se reprochent de ne pas avoir résisté et empêché la déportation de leurs familles. Conscients que le même sort les attend, ils redoublent d'efforts pour mettre en place une organisation de lutte clandestine.
Les premières tentatives de création d'une organisation de résistance armée à l'intérieur du ghetto ont eu lieu avant même les déportations. Le « bloc antifasciste », basé sur une cellule communiste du ghetto, a été établi entre mars et avril 1942 mais en mai 1942, la Gestapo découvre l'identité de son chef de file, qui est arrêté et exécuté.
Des représentants de trois mouvements de jeunesse sionistes (« Hachomer Hatsair », « Dror » et « Akiva ») fondent la première cellule de la nouvelle organisation. Des membres du parti « Poalei Tsion » les rejoignent en octobre. L’Organisation juive de combat (ZOB) est créée. D’autres mouvements de jeunesse se joignent rapidement à l'organisation ainsi que des partis non sionistes, comme le « Bund » et les communistes. L'Organisation juive de combat est commandée par Mordechai Anielewicz, un jeune homme de 23 ans issu du mouvement « Hachomer Hatsair ». Le mouvement de jeunesse sioniste révisionniste « Beitar » crée sa propre organisation de combat, l'Union militaire juive (ZZW).
Le 18 janvier 1943, les Allemands lancent une nouvelle Aktion. L'état-major clandestin, convaincu qu’il s’agit du début de la déportation finale, ordonne à ses unités de combat de riposter par les armes. Face à cette résistance inattendue, les Allemands décident de suspendre l'opération. Cet incident marque un tournant décisif pour la plus grande partie de la population du ghetto qui, à partir de cette date, se prépare à résister massivement et à se cacher dans des bunkers souterrains creusés dans les caves des immeubles.
L'Aktion finale débute le 19 avril 1943, veille de la fête de Pessah. Les groupes de combattants et les habitants du ghetto se barricadent dans des bunkers et des abris. Leur résistance prend les Allemands par surprise. La ZOB disperse ses positions à travers le ghetto ; la ZZW combat essentiellement sur la place Muranowska, essayant d'empêcher les Allemands de percer ses défenses. En représailles, les Allemands commencent à incendier systématiquement les immeubles, transformant le ghetto en un vaste piège. Les Juifs combattent vaillamment durant un mois jusqu'à ce que les Allemands se rendent maîtres des principaux foyers de résistance. Il s'agit du premier soulèvement populaire dans une ville d'Europe occupée par les nazis.
Le soulèvement du ghetto de Varsovie devient un exemple pour les Juifs vivant dans des camps et dans d'autres ghettos. Les soulèvements qui suivront seront toutefois de moindre envergure du fait de leur isolement, de la pénurie d'armes et de l'hostilité de l'environnement dans lequel ils se déroulent.