Depois da Segunda Guerra, Mengele fugiu para a Argentina em 1949, usando uma rede de apoio de simpatizantes nazistas. Quando o regime de Juan Domingo Perón caiu, e o ambiente para refugiados nazistas ficou mais arriscado, ele passou a se deslocar pela América do Sul.

Por volta de 1960, após a captura de Adolf Eichmann em Buenos Aires pelo Mossad, Serviço Secreto de Israel, Mengele se sentiu ameaçado e passou a circular entre o Paraguai e Brasil. Há registros de que se refugiou em áreas rurais do Paraná, onde havia comunidades de imigrantes alemães, que ofereciam proteção e anonimato.

No Paraná, principalmente em áreas de colonização alemã, Mengele teria vivido sob nomes falsos, como “Peter Hochbichler”. E tinha a proteção de fazendeiros simpatizantes e de ex-nazistas. A região oeste e norte do estado, com muitos colonos alemães, era propícia para alguém se esconder sem chamar a atenção. O isolamento rural dificultava a sua localização. Ele teria morado em Mamborê e no Distrito de Graciosa em Paranavaí.

Em 1961, ele se estabeleceu de forma mais estável no Brasil, passando a usar documentos falsos fornecidos por simpatizantes. Posteriormente, viveu em São Paulo, no interior, trabalhando em fazendas como administrador agrícola. Teve apoio de famílias alemãs ligadas ao empresariado paulista, que sabiam de sua identidade, mas o protegiam. Mesmo após o fim da ditadura militar no Brasil, ele conseguiu se manter oculto, ainda que em condição de clandestinidade.

Josef Mengele morreu em 7 de fevereiro de 1979, em Bertioga (SP), vítima de um afogamento, após sofrer um derrame enquanto nadava no mar. Na ocasião, usava o nome falso de Wolfgang Gerhard. Sua verdadeira identidade só foi confirmada anos depois. Em 1985, após investigações da polícia alemã e brasileira, seu corpo foi exumado do cemitério de Embu das Artes (SP).

Perícias dentárias e genéticas confirmaram que se tratava de Mengele. Assim, foi revelado oficialmente ao mundo que ele havia passado quase duas décadas escondido no Brasil.