Im Herbst 1937 richtete das Reichsministerium der Justiz auf Initiative des damaligen Anstaltsleiters Hans Greiffenhagen (1895-1970) im Strafgefängnis Wolfenbüttel eine zentrale Hinrichtungsstätte für Norddeutschland ein. Ein bis dahin als Schlosserei genutztes Gebäude wurde für die Vollstreckungen von Hinrichtungen umgebaut und um ein Stockwerk sowie einen Glockenturm mit integrierter Turmuhr erweitert. Im Erdgeschoss des im Frühjahr 1938 fertiggestellten Gebäudes befanden sich neben dem Hinrichtungsraum und einem angrenzenden Sezierraum auch Räume für den Scharfrichter und seine Gehilfen sowie Zellen für die Verurteilten.
Zwischen Oktober 1937 und März 1945 wurden in Wolfenbüttel 526 Todesurteile an Männern und Frauen vollstreckt.
Von Juni 1945 bis Juli 1947 ließ die britische Militärregierung weitere 67 Hinrichtungen in Wolfenbüttel vollstrecken, davon 44 durch die Guillotine.
Ende der 1980er Jahre führten lokales bürgerschaftliches Engagement und der Kampf von Überlebenden gegen den geplanten Abriss des ehemaligen Hinrichtungsgebäudes 1990 zur Einrichtung der Gedenkstätte. Im Rahmen ihrer Neugestaltung wurde das Gebäude als begehbares Großexponat und Gedenkort baugeschichtlich erschlossen, saniert und auf den architektonischen Grundriss von 1945 zurückgebaut. Im ehemaligen Hinrichtungsraum erinnern Glasstelen an die dort zwischen 1937 und März 1945 Hingerichteten.
Dezente Ausstellungstafeln erläutern die frühere Funktion der Räume und machen den historischen Ort lesbar. Bauhistorische Zeitfenster mit Freilegungen von Farbanstrichen sind als Teil der Gestaltung an den Wänden sichtbar. Im ehemaligen Hinrichtungsraum konnten am Standort der Guillotine die Reste der Verankerung und des Abflusses freigelegt werden. Von den früheren Zellen ist eine als Raum für individuelles Gedenken gestaltet, eine andere stellt Kurzbiografien von Hingerichteten vor. Die dritte Zelle ist als Exponatzelle erhalten und dokumentiert den baulichen Zustand der 1940er Jahre.
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