In der Nachkriegszeit erinnerten nur private Gedenktafeln im Arkadenhof an die Euthanasie- und Häftlingsmorde im Schloss. Erstmals wurde 1969 in jenen Räumen, die in der Tötungsanstalt als Aufnahmeraum und Gaskammer gedient hatten, vom OÖ Landeswohltätigkeitsverein eine Gedenkstätte eingerichtet.

1997 beschlossen das Land Oberösterreich und der OÖ Landeswohltätigkeitsverein, die Sanierung des Schlosses mit einer Neukonzeption und zeitgemäßen Gestaltung der Gedenkstätte zu verbinden. Es wurde nun erstmals möglich, alle Räume, in denen der Tötungsablauf vollzogen wurde, als historische Orte in die Gedenkstätte einzubeziehen.

Die baulichen Spuren der Euthanasie wurden freigelegt und gesichert. Gleichzeitig wurde mit einem Schnitt durch die Tötungsräume, der die Anordnung der mechanisierten Tötungsstrecke sichtbar macht, ein radikaler Eingriff in die Raumstruktur vorgenommen. Durch den Schnitt führt ein Steg, der den Weg vorgibt. Die Tötungsräume können durchschritten, aber nicht betreten werden. Damit ist eine Distanz zu den historischen Räumen gegeben, die als Voraussetzung für die Annäherung ansehen wurde. Es soll eine kritische Annäherung an diesen Ort der Tötung von Menschen ermöglicht werden. Eine emotionale Annäherung soll ebenso möglich sein, aber nicht erzwungen werden.

Unmittelbar anschließend an die ehemaligen Tötungsräume ist vom Künstler Herbert Friedl ein Raum der Stille zum Gedenken, zur Meditation und zum Gebet gestaltet worden.

Außerhalb des Gebäudes bilden der Ort der ehemaligen "Busgarage" und jener Teil des Gartens, in dem menschliche Überreste aus dem Krematorium verscharrt worden waren, integrale Bestandteile der Gedenkstätte. An letzterem befindet sich heute ein Grabmal, in welchem die sterblichen Überreste der Opfer der NS-Euthanasie von Hartheim beigesetzt sind.

In den ehemaligen Funktionsräumen werden umfassende historische Informationen zur NS-Euthanasie und zur Rolle von Schloss Hartheim im System der NS-Euthanasie geboten.