W tych okolicznościach dla uzyskania wyroku skazującego, a w szczególności wysokiego wymiaru kary, kluczowe były zeznania naocznych świadków – w praktyce przede wszystkim ocalałych ofiar. Jeżeli świadków brakowało lub ich zeznania uznano za zbyt mało wiarygodne, sądy zazwyczaj rozstrzygały wątpliwości na korzyść oskarżonych i wydawały wyroki uniewinniające lub wymierzały niskie kary.
Śledztwo 24 lipca 1959 roku powołana rok wcześniej Centrala Badania Zbrodni Narodowosocjalistycznych w Ludwigsburgu wszczęła śledztwo w sprawie zbrodni popełnionych w Sobiborze. Prowadził je prawnik Dietrich Zeug. Początkowo skupiono się na poszukiwaniu potencjalnych podejrzanych i świadków. W tym celu śledczy przeanalizowali akta procesów Gomerskiego i Bauera, przebadali archiwa Berlińskiego Centrum Dokumentacji, a także zasięgnęli informacji w urzędach ds. restytucji, które rozpatrywały wnioski o wypłatę odszkodowań składane przez ocalałych z Holocaustu. Centrala nawiązała również współpracę z instytutem Jad Waszem, władzami Izraela oraz Światowym Kongresem Żydów.