Bothmann est rappelé de Yougoslavie pour revenir à Chelmno reprendre le processus d'extermination.
Il arrive à Chelmno en août 1942, où il prend la direction de l'unité d'extermination, succédant à Herbert Lange. Sous sa direction, le camp de Chelmno devient l'un des principaux lieux d'extermination des Juifs et des autres