Rapporten går igenom 2 500 händelser sedan 2014 där mer än 5 000 venezuelaner dödats av landets säkerhetsstyrkor.
"Detta är inte isolerade incidenter, tvärtom har dessa brott samordnats och begåtts enligt statliga direktiv, med befäls eller högre regeringsmedlemmars kännedom eller direkta stöd", skriver författarna.
I vanliga fall besöker OHCHR de länder som står i fokus för granskningarna. Men eftersom FN-organet inte släpptes in i Venezuela har dess personal i stället fått förlita sig på intervjuer med offer och vittnen som kunnat lämna landet.
Författarna rekommenderar Venezuela att utreda brotten men noterar också att det skett "en erodering av rättssystemets oberoende" och föreslår därför att Internationella brottmålsdomstolen i Haag ska överväga att åtala de utpekade.
Den mest namnkunnige av dessa utpekade är Maduro själv. Enligt FN-organet finns det "sannolika skäl att tro" att presidenten "beordrat eller bidragit till genomförandet av de dokumenterade brotten".
Venezuelas regering skräder inte orden om OHCHR:s anklagelser.
"En rapport full av felaktigheter, framtagen på distans utan någon metodologisk konsekvens av en fantomkommission riktad mot Venezuela och kontrollerad av regeringar som lyder under Washington", dundrar utrikesminister Jorge Arreaza på Twitter.