Demjanjuk, de 89 años, fue trasladado en ambulancia hasta el aeropuerto Burke Lakefront de Cleveland, desde donde partió rumbo a la ciudad alemana de Múnich.
Se espera que las autoridades germanas lo sometan a juicio por su supuesta colaboración en el Holocausto como guardia en el campo de concentración de Sobibor, en la actual Polonia.
Una de sus tareas era conducir a los judíos de los trenes a las cámaras de gas, según la fiscalía de Estados Unidos y el tribunal de Alemania que ha pedido la deportación.
Demjanjuk, que es ucraniano, niega las acusaciones y mantiene que luchó en las filas soviéticas y que fue capturado por Alemania, que lo tuvo prisionero hasta 1944.
"Dada la historia de este caso y que no hay ni una sola prueba de que hiciera daño a nadie y menos aún asesinara a nadie en ningún sitio, esto es inhumano incluso si los tribunales dicen que es legal", dijo hoy en un comunicado su hijo, John Demjanjuk Junior.
La declaración señala que la familia continuará con sus apelaciones en los tribunales de Estados Unidos, incluso si Demjanjuk está en Alemania.
Hoy el acusado recibió la visita de sus hijos y nietos, y de dos sacerdotes de su parroquia hasta que a las 19.00 GMT los agentes llegaron a su casa en Seven Hills (Ohio), según mostraron las televisiones locales, que esperaban desde el viernes a su puerta ante la inminencia de la deportación.
La ambulancia lo condujo a las oficinas del Servicio de Inmigración y Aduanas, desde donde fue trasladado al aeropuerto de Cleveland.
Su deportación pone fin a años de disputas legales para impedir su vuelta a Alemania.
El viernes, la Oficina de Inmigración y Aduanas le había informado de su repatriación inminente, después de que el magistrado del Tribunal Supremo John Paul Stevens negara la petición de suspender su deportación por motivos de salud.
Demjanjuk presuntamente sufre problemas en la columna, fallos renales y necesita ayuda para caminar.
Esta es la segunda vez que Estados Unidos deporta a Demjanjuk, ya que en 1986 lo extraditó a Israel, donde en primera instancia fue condenado a muerte por ser el guardia llamado "Iván del Terrible" del campo de concentración de Treblinka.
Sin embargo, el Tribunal Supremo israelí anuló la condena en 1993 al concluir que probablemente "Iván" no era él, sino otro ucraniano.
Regresó a Estados Unidos, donde se le había retirado la ciudadanía tras el proceso israelí, y ha vivido desde entonces como apátrida.
En 2005 un tribunal estadounidense ordenó su deportación, tras concluir que fue un guardia nazi en otros campos de concentración.
El 14 de abril, agentes de inmigración lo arrestaron en su casa, pero una corte detuvo la repatriación en respuesta a la apelación de su hijo, que alegó que la deportación de su padre constituiría "tortura", dados sus problemas de salud.
El proceso retomó su curso el pasado 1 de mayo, cuando un tribunal federal de apelaciones de Ohio rechazó paralizar la orden de deportación de Demjanjuk.