We wrześniu 1941 kierował z Karlem Fritzschem pierwszą w Auschwitz akcją masowego gazowania więźniów, podczas której zamordowano prawie 900 jeńców radzieckich i niezdolnych do pracy więźniów. W 1942 rozpoczął służbę w obozie w Brzezince, gdzie początkowo był Rapportführerem w obozie męskim, a następnie Schutzhaftlagerführerem w obozie cygańskim. Stale uczestniczył w mordowaniu Żydów w komorach gazowych. Wielokrotnie dopuszczał się także gwałtów na więźniarkach. Właśnie za kontakty seksualne ze słowacką Żydówką, a także za liczne kradzieże został na krótko aresztowany w 1943 i osadzony w bunkrze bloku 11. 1 października 1943 przeniesiony do podobozu Brünn (był tam Lagerführerem) a następnie powtórnie aresztowany i przeniesiony do obozu karnego Aussenstelle Matzkau.
Zdegradowano do SS-Schütze i wcielono do frontowej jednostki SS-PanzGrenReg.8. w 4 Dywizji Grenadierów Pancernych SS „Polizei”. Palitzsch zginął na Węgrzech w walkach z wojskami radzieckimi 4–7 grudnia 1944. Pochowano go na skrzyżowaniu dróg w Jobbabyi-Ape, następnie przeniesiono na cmentarz wojskowy w Budaörs, koło autostrady Wiedeń – Budapeszt.
W swoich wspomnieniach komendant Auschwitz Rudolf Höß tak opisywał Gerharda Palitzscha: