Okupacyjna rzeczywistość szybko dotarła do Michniowa. Jeszcze we wrześniu 1939 r. michniowianie byli świadkami walk z nacierającymi od strony Kielc Niemcami. Pierwsi żołnierze wroga pojawili się we wsi 8 września. Zniszczyli wówczas budynek szkoły. Po ustanowieniu niemieckiej administracji okupacyjnej Michniów znalazł się w granicach Generalnego Gubernatorstwa, w dystrykcie radomskim, w powiecie kieleckim.
Pomimo represji ze strony Niemców (aresztowań i wywózek do obozów koncentracyjnych) mieszkańcy Michniowa zaangażowali się w konspirację. Z początkiem 1943 r. w konspirację zaangażowanych było już około 40 osób. Materiały i broń przechowywane były w domu Władysława Materka. Również jego czterej synowie zaangażowali się w działalność zbrojną. W listopadzie 1942 r. do Michniowa przybyli cichociemni spadochroniarze Armii Krajowej: porucznik Eugeniusz Gedymin Kaszyński „Nurt” i podporucznik Waldemar Mariusz Szwiec „Robot”. W lutym 1943 r. grupa szesnastu żołnierzy pod dowództwem podporucznika „Robota” przeprowadziła akcję dywersyjną na Baranowskiej Górze, w rejonie Skarżyska-Kamiennej. Byli to wyłącznie członkowie konspiracji z Michniowa. Celem akcji było zdobycie funduszy na działalność podziemia. Zasadzka zakończyła się sukcesem. Zdobyto 100 tys. zł, które Niemcy przewozili z Wytwórni Amunicji w Skarżysku-Kamiennej do Kielc.
W czerwcu 1943 r. przybył na Kielecczyznę porucznik Jan Piwnik „Ponury”, „Donat”. Zorganizował w Górach Świętokrzyskich liczące około 300 żołnierzy Zgrupowania Partyzanckie Armii Krajowej „Ponury”. W oddziale znaleźli się także michniowianie. Sama wieś stała się zapleczem nowo utworzonej formacji. Miesiąc później aktywność niepodległościowa mieszkańców Michniowa stała się powodem pacyfikacji wsi.
W 1943 r. jednym z dążeń okupanta niemieckiego było zdławienia konspiracji i zmniejszenie aktywności oddziałów partyzanckich. Cel ten zamierzano osiągnąć poprzez obławy na partyzantów oraz zastraszenie ludności cywilnej, która stanowiła oparcie dla walczących polskich żołnierzy. Stąd seria niemieckich akcji represyjnych skierowanych przeciwko mieszkańcom kieleckich wsi. Pacyfikacja Michniowa była ich punktem kulminacyjnym. Decyzję przesądzającą los Michniowa podjęto w Radomiu 8 lipca 1943 r. Odbyła się tam wówczas narada, w trakcie której przyjęto plan akcji. Natomiast w przeddzień pacyfikacji do wsi przybyli na rekonesans oficerowie niemieccy. Potwierdzili to mieszkańcy Michniowa, wspominając, że Niemcy - zachowując się bardzo kulturalnie i uprzejmie - szczegółowo przyglądali się zabudowaniom.
Do przeprowadzenia akcji represyjnej przeciwko wsi zostały zaangażowane pododdziały III batalionu 17. pułku policji SS, 22. pułku policji SS oraz funkcjonariusze Schutzpolizei (Policji Ochronnej) z Ostrowca Świętokrzyskiego i Starachowic. Jak zauważył Andrzej Jankowski, sędzia Okręgowej Komisji Badania Zbrodni Hitlerowskich w Kielcach, część świadków zeznała, że w Michniowie pojawiły się również oddziały ze Skarżyska-Kamiennej oraz formacja wartownicza z Częstochowy. Przypuszczalnie wraz z policją i żandarmerią przybyli również funkcjonariusze gestapo (Tajnej Policji Państwowej). Ich zadaniem było wstępne przesłuchiwanie osób podejrzewanych o współpracę z partyzantką.
Pacyfikacja 12 lipca 1943 r. była organizacyjnie przemyślana, przygotowana i przeprowadzona ściśle według planu. Michniów został okrążony podwójnym pierścieniem oddziałów żandarmerii. W ten sposób nikt ze wsi nie mógł się wydostać. Niemcy posiadali tzw. listy proskrypcyjne. Zawierały one imię i nazwisko, datę i miejsce urodzenia danego mieszkańca wsi, który został zaliczony do grupy osób podejrzanych o współpracę z partyzantami. W pobliżu szkoły na tak zwanym Wygonie żandarmi zgromadzili grupę 18 mężczyzn. Ustawiono ich w szeregu. Jeden z oficerów pytał każdego o nazwisko i sprawdzał, czy jego dane osobowe znajdowały się na liście „przestępców”. Gdy widniały, ofiara była natychmiast zabijana strzałem w tył głowy. W ten sposób zginął między innymi Jan Dulęba. Oszczędzono Józefa Dupaka. Niemcy uznali, że jego zniszczone dłonie świadczyły o ciężkiej pracy w gospodarstwie, które to zajęcie wykluczało przynależność do konspiracji. W trakcie pacyfikacji w różnych okolicznościach zastrzelono kilkanaście osób.
Jednocześnie jedna z grup żandarmów udała się do gajówki, gdzie mieszkali Władysław i Stanisława Wikłowie wraz z siedmiorgiem dzieci. Budynek położony był powyżej zabudowań wiejskich, tuż przy linii lasu od strony Suchedniowa. Niemcy zastrzelili najpierw dzieci (od 5. do 15. roku życia), a następnie żonę Wikły. Po egzekucji budynek gajówki spalono. Przypuszczalnie gajowy Wikło wraz z dwoma starszymi synami zginęli w jednej ze stodół we wsi.
W tym czasie żandarmi podzielili się na kilka grup, wchodzili do każdego domu i legitymowali ich mieszkańców. Aresztowanych mężczyzn wyprowadzano na ulicę. Podzielono ich na kilka grup i wprowadzono do czterech stodół na terenie wsi (Władysława Dulęby, Wawrzyńca Gila, Antoniego Grabińskiego oraz wspólnej Bolesława Bieli i Władysława Wątrobińskiego). W tej ostatniej zginęli mężczyźni zgromadzeni przy zakręcie szosy w południowej części wsi. Wepchnięto ich do budynku, oddano do nich serię strzałów, a następnie podpalono zabudowania. Przypuszczalnie Niemcy strzałami zabili niewielu z nich, stąd też większość ofiar spaliła się żywcem. Podobnie wyglądały losy zgromadzonych w stodole Gila. Tam jednak michniowianie stawiali opór przed wejściem do budynku. Niemcy brutalnie wepchnęli ich do środka i wrzucili za nimi granaty. Ponieważ nie zapaliły one stodoły, oblano ją płynem (najpewniej benzyną) i podpalono. Podobnie jak w poprzednim przypadku przypuszczalnie i tutaj większość ofiar nie zginęła od wybuchu granatów i strzałów, tylko spłonęła żywcem.
Przeszukujący wieś żandarmi nie zdołali aresztować przebywającego wówczas w Michniowie partyzanta „Ponurego” Juliana Materka „Szacha”. Ukrył się na strychu szkoły, w której spał tej nocy. Nie nocował w domu, gdyż będąc zaangażowany w konspirację, nie chciał ściągać na rodzinę niebezpieczeństwa. Rano, gdy się obudził, Michniów był już otoczony. Ze strychu szkoły mógł obserwować wydarzenia, które działy się we wsi. Gdy do szkoły przyszły kobiety z dziećmi, ten schował się wśród nich. Niemcy go nie rozpoznali. Po zakończonej pacyfikacji złożył w domu zwłoki matki Jadwigi oraz brata Henryka i udał się do Suchedniowa do tartaku po trumny, a na noc pozostał u rodziny. Nie wiedział wówczas, że w jednej ze stodół zginął także jego ojciec Władysław Materek.
W czasie pierwszego dnia pacyfikacji 10 osób zostało aresztowanych i wywiezionych do Kielc. Wśród nich był Kazimierz Krogulec. Niemcy zabrali go z domu i zaprowadzili na podwórze Teofila Materka. Zanim doszedł do Materka, był świadkiem zastrzelenia Waleriana Krogulca, Jana i Antoniego Gołębiowskich oraz Wiktora Witolda Materka. W domu Teofila Materka Krogulec był przesłuchiwany przez dwóch Niemców w mundurach SS. Został przez nich ciężko pobity. Przypuszczalnie byli to Otto Büssing oraz Wolfgang Rehn. Następnie Materek został zaprowadzony na skraj lasu przy szosie do Suchedniowa w północnej części wsi, a stamtąd zabrany do kieleckiego więzienia przy ul. Zamkowej.
Z kolei Bogdan Materek został aresztowany w drodze do pracy. Posiadał dokumenty pracownika leśnego i dlatego sądził, że zostanie przepuszczony przez straże w lesie. Zabrano mu dowód osobisty, narzędzia pracy i nakazano położyć się w przydrożnym rowie. Widział wówczas, jak Niemcy biją gajowego Władysława Wikłę oraz leśniczego Szczepana Arendarskiego. Słyszał również, jak bici byli Teofil Materek oraz Feliks Daniłłowski vel Fagasiński. Następnie żandarmi wyznaczyli jego oraz Jana Materka do przeniesienia ciał braci Gołębiowskich do domu Teofila Materka. Potem oprawcy podpalili budynek. Obaj Materkowie zostali zabrani na ciężarówkę i wywiezieni do Kielc. Wśród aresztowanych byli zatem: Kazimierz Krogulec, Władysław Krogulec, Antoni Materek, Jan Materek, Teofil Materek i jego żona Zofia, Feliks Daniłłowski vel Fagasiński i jego małżonka Władysława oraz Piotr Charaszymowicz.
Początkowo przewieziono ich do gmachu niemieckiej policji przy ulicy Leśnej, gdzie ich przesłuchiwano. Następnie trafili do więzienia przy ulicy Zamkowej. Kazimierz Krogulec został umieszczony w celi z Feliksem Daniłłowskim. Więźniami zatrzymanymi w związku ze sprawą Michniowa zajmowali się SS-Oberscharführer Damian Linz, SS-Untersturmführer Sibiller oraz SS-Sturmscharführer Herman Weinhub. Po dwóch tygodniach wszyscy aresztowani zostali przewiezieni do obozu koncentracyjnego Auschwitz-Birkenau. W trakcie transportu Kazimierz Krogulec spotkał innego mieszkańca Michniowa Wiktora Wikłę. W trakcie pacyfikacji nie było go we wsi, gdyż pracował w zakładach HASAG w Skarżysku-Kamiennej. Niemcy zabrali go z miejsca pracy i przewieźli do kieleckiego więzienia, a następnie do obozu w Auschwitz. Jedyną osobą, która została wypuszczona, był Władysław Krogulec. Pobyt w obozie przeżyli tylko Bogdan Materek, Kazimierz Krogulec oraz Zofia Materek. Dopiero po wojnie okazało się jednak, że żadne z jej pięciorga dzieci (w wieku od 8 miesięcy do 15 lat) nie ocalało 13 lipca 1943 r.
Pierwszego dnia pacyfikacji w różnych okolicznościach aresztowano również 18 kobiet. Były to wówczas młode, w większości niezamężne dziewczyny, które wywieziono na roboty przymusowe do III Rzeszy. Tylko jedna z nich pozostała na terenie Generalnej Guberni. Na terenie III Rzeszy większość kobiet została umieszczona w gospodarstwach rolnych w Dolnej Saksonii. Część michniowianek wywieziono do pracy w zakładach przemysłowych.
Po wyjeździe Niemców z Michniowa do wsi przybyli partyzanci „Ponurego”. W odwecie za tragedię udali się w rejon kolejowego posterunku blokowego Podłazie. Nocą z 12 na 13 lipca zatrzymali pociąg pośpieszny relacji Warszawa - Kraków. Według różnych szacunków w zasadzce miało zginąć od 60 do 180 niemieckich pasażerów, głównie żołnierzy. Według części źródeł o działaniach pacyfikacyjnych zorganizowanych przez Niemców 13 lipca zadecydowała zbieżność wydarzeń (pacyfikacji i akcji odwetowej). Inne przekazy mówią o napisie na jednym z wagonów ostrzelanego pociągu. Ktoś miał wyryć na burcie jednego z wagonów napis „Za Michniów”. Miał to być klarowny sygnał dla okupanta, że tak znaczne okrucieństwo wobec ludności cywilnej nie pozostanie bez echa wśród żołnierzy Polskiego Państwa Podziemnego.
13 lipca 1943 r. Niemcy początkowo nie zamknęli wsi w pełnym okrążeniu, gdyż podeszli pod Michniów od zachodniej strony - pól uprawnych i Ostojowa. Ze wzgórza ostrzelali domy. Druga grupa żandarmów, przechodząc na skraj lasu, uniemożliwiła wyjście ze wsi od strony Suchedniowa, dopiero w drugiej kolejności odcięto drogę ucieczki od strony Wzdołu. Dzięki temu, że wieś nie została natychmiast okrążona, kilkunastu osobom udało się zbiec. W odróżnieniu od dnia poprzedniego żandarmi nie przybyli, aby kogokolwiek aresztować. Zamiast tego systematycznie wchodzili do każdego domu i zabijali tam wszystkie napotkane osoby, głównie kobiety i dzieci. Celem akcji była eksterminacja znajdujących się we wsi osób.
Części mieszkańców udało się uciec przed Niemcami. Piotr Wikło, który w pierwszym dniu pacyfikacji stracił dwóch dorosłych synów (Julian i Feliks, 22 lata i 19 lat), w chwili wejścia żandarmów do wsi nakazał rodzinie natychmiastową ucieczkę. Sam pozostał w domu, aby zorientować się, co dzieje się w osadzie. Po pierwszych strzałach i on zdecydował się na ucieczkę do lasu. Niemcy oddali do niego serię strzałów, jednak chybili.
Ucieczka w drugim dniu pacyfikacji udała się także Adolfowi Morawskiemu. Przeżył pierwszy dzień, gdyż był wykorzystany przez Niemców w roli konwojenta do wożenia po wsi amunicji. W jednej ze stodół zginął jednakże jego syn Ryszard. Dlatego też, gdy tylko rankiem 13 lipca zobaczył Niemców we wsi, był pewien, że ponownie przyszli aresztować pozostałych przy życiu mężczyzn. Żona Florentyna ukryła go w oborniku, a sama wraz z dziewięcioletnim synem Alfredem czekała na podwórzu na rozwój wypadków. Adolf Morawski słyszał, jak żandarmi wynosili sprzęty z jego domu i wypędzali inwentarz żywy z obory. Usłyszał także, jak Niemcy nakazali jego żonie wejść do domu, a następnie usłyszał strzały. Po chwili stodoła, w której się ukrył, zaczęła płonąć. Wyczołgał się ze schronienia. Mimo że Niemcy go zauważyli, udało mu się wymknąć z płonącej wsi. Przeżył pacyfikację. Tego szczęścia nie mieli jednak żona i syn, którzy zostali zastrzeleni w domu. W czasie pacyfikacji nie było w Michniowie najmłodszych dwóch córek Morawskich Marii i Franciszki, które w przeddzień mordu udały się do rodziny w Ostojowie.
Również Jan Materek był przeświadczony, że Niemcy ponownie przyszli po mężczyzn. Dlatego też nakazał swojej żonie pozostać z dziećmi w domu. Sam uciekł do lasu. Strzały go nie dosięgły i udało mu się wyrwać z pacyfikowanej wsi. Bronisława Materek pozostała w domu wraz z dwoma synami (15 i 9 lat), siostrzenicą (15 lat) oraz wnuczką (3 lata). Do jej domu wszedł jeden z żandarmów i oddał do nich serię z pistoletu maszynowego. Ona oraz jej młodszy syn zostali ciężko ranni, pozostałe dzieci zginęły na miejscu. Po wyjściu Niemca kobieta wraz z dzieckiem wydostali się z domu do ogrodu. Tam przeczekali do wyjazdu żandarmów ze wsi. Opiekę lekarską nad nimi przejęli doktorzy Witold Poziomski i Józef Dziurzyński w Suchedniowie.
Z najnowszych badań wynika, iż najmłodszą ofiarą pacyfikacji był Stefan Dąbrowa, który w chwili śmierci miał 9 dni. Jego matką chrzestną była żona Adolfa Materka Stefania. 13 lipca 1943 r. kobieta wraz z Wiktorią Materek (babką Stefanka) poszły do Wzdołu ochrzcić dziecko. Jego matka Irena Dąbrowa (lat 22) pozostała w domu, gdyż nie wydobrzała jeszcze po porodzie. Natomiast ojciec dziecka Piotr zginął poprzedniego dnia w jednej ze stodół na terenie wsi. Kobiety wróciły do Michniowa w chwili, gdy byli w nim już Niemcy. Dołączono je do Franciszka Obary, Karoliny Materek, Ireny Dąbrowy i jej starszej córki oraz czterech innych osób. Zamknięto w stodole Romana Malinowskiego, a następnie spalono żywcem.
Zarówno pierwszego dnia pacyfikacji, jak i drugiego Niemcy dopuszczali się grabieży mienia ofiar. Wynoszono wartościowe przedmioty, meble i ubrania. Potwierdziła to większość świadków wydarzeń. Dla przykładu Bronisława z Dupaków Materek wspominała:
„Widziałam, że żandarmi wchodzili za mieszkańcami do ich domów, ze środka słychać było strzały, poczem żandarmi wychodzili na podwórze i podpalali dom i zabudowania gospodarcze. Widziałam, że przed podpaleniem wyprowadzali na zewnątrz krowy i konie i wynosili z domu odzież i co lepszy sprzęt. Zrozumiałam wówczas, że wszyscy musimy zginąć”.
Ze wsi zabrano cały inwentarz żywy. Części mieszkańców Michniowa udało się przeżyć, właśnie dzięki temu, że przydzieleni zostali do pilnowania zwierząt w czasie transportu do Suchedniowa. Stamtąd bydło miało być przetransportowane do rzeźni w Kielcach. Do osób, które przeżyły, należała między innymi Anna Żołądek wraz z trojgiem dzieci (w wieku od dwóch do sześciu lat). Po odtransportowaniu inwentarza żywego wszystkie osoby zostały zatrzymane na skraju lasu. Przed zgromadzonymi ludźmi rozstawiono karabiny maszynowe. Zdaniem Żołądek czyniono przygotowania do ich rozstrzelania. W pewnym momencie jednak nadjechał samochód i jeden z oficerów nakazał wszystkich puścić wolno. Tak też uczyniono.
Z kolei Antoniemu Materkowi Niemcy nakazali zawieźć do Zagnańska do tartaku deski, które znajdowały się na podwórzu należącym do rodziny Krogulców. Wraz z nim został wysłany Kazimierz Żołądek, mąż Anny. Wykonali oni rozkaz, ale rozmyślnie opóźniali swój powrót. Do wsi przyjechali dopiero wieczorem, gdy od dłuższego czasu nie było w niej Niemców. Okazało się wówczas, iż zginęli dwaj najstarsi synowie Materka: Marian (21 lat) oraz Władysław (19 lat). Materek zabrał swoją rodzinę i wywiózł do znajomych do Wzdołu, dzięki czemu nie było ich 13 lipca we wsi.
Po kilku dniach od pacyfikacji pozostali przy życiu mieszkańcy dokonali pochówku ofiar. Początkowo było to kilka grobów na terenie wsi. Dopiero po wojnie dokonano ekshumacji i złożono wszystkie szczątki we wspólnej mogile, w centralnej części wsi. Płytę nagrobną, którą wówczas wykonano, można oglądać do dziś.
Los Michniowa miał być przestrogą dla mieszkańców innych wsi. Niemcy pokazali, jakie działania będą podejmowane wobec ludności sprzyjającej partyzantom. Jednakże dla społeczeństwa polskiego tragedia wsi stała się przykładem postawy niezłomnego patriotyzmu. Potwierdzeniem tego była akcja suchedniowskich Szarych Szeregów. Kilka dni po pacyfikacji Michniowa przy torach kolejowych umieszczono tablice z napisami: „Deutsche Katyń” oraz „Waffen SS haben hier in Dorf Michniów 200 Männen, Frauen und Kinder ermordet uns dises Dorf verbant” (Waffen-SS zamordowało w Michniowie 200 mężczyzn, kobiet i dzieci).
Najnowsze badania wskazują, że ogólna liczba zamordowanych w czasie dwudniowej pacyfikacji Michniowa wyniosła 204 osoby (102 mężczyzn, 54 kobiety oraz 48 dzieci, w wieku od 9 dni do 15 lat).
Niemiecka akcja represyjna przeprowadzona w lipcu 1943 r. zrealizowana została wbrew zasadom prowadzenia działań wojennych oraz międzynarodowym konwencjom i regulacjom prawnym dotyczącym postępowania z ludnością cywilną w czasie wojny i okupacji. Tym samym zagłada Michniowa została uznana jako zbrodnia wojenna oraz zbrodnia przeciwko ludzkości. W świetle prawa nie ulega ona przedawnieniu, a ściganie jej sprawców jest nadal możliwe.