La mañana del 4 de agosto de 1944 la Grüne Polizei asaltó la achterhuis siguiendo una pista de un informador que nunca fue identificado.1 Conducido por el Sargento del Cuerpo de Protección (SS) Karl Silberbauer de la Sección IVB4 del Servicio de Seguridad (SD), el grupo contaba con al menos tres miembros de la Policía de Seguridad. Los inquilinos fueron introducidos en camiones y trasladados para someterlos a interrogatorio. Victor Kugler y Johannes Kleiman fueron encarcelados, pero a Miep Gies y a Bep Voskuijl les permitieron marcharse. Más tarde regresarían a la achterhuis, donde encontraron las anotaciones de Ana desparramadas por el suelo. Las recogieron, así como varios álbumes de fotos de la familia, y Gies se propuso devolvérselos a Ana cuando la guerra hubiese terminado.
Llevaron a los miembros de la casa a un campo en Westerbork. Siendo aparentemente un campo de tránsito por el que hasta ese momento habían pasado más de 100.000 judíos, el 2 de septiembre el grupo fue deportado en el que sería su último traslado desde Westerbork hasta el campo de concentración de Auschwitz. Tras tres días de viaje llegaron a su destino, y los hombres y mujeres fueron separados según su sexo, para no volverse a ver más. De los 1.019 pasajeros, 549 – incluyendo niños menores de 15 años – fueron seleccionados y enviados directamente a las cámaras de gas, en las que fueron asesinados. Ana había cumplido 15 años tres meses antes y se libró, y aunque todos los de la achterhuis sobrevivieron a la selección, Ana creyó que su padre había sido asesinado.
Junto con las otras mujeres no seleccionadas para la muerte inmediata, Ana fue obligada a permanecer desnuda para desinfectarla, le raparon la cabeza y le tatuaron un número de identificación en el brazo. Durante el día usaban a las mujeres para realizar trabajos forzados y, por la noche, las hacinaban en barracones frigoríficos. Las enfermedades se propagaban velozmente y en poco tiempo Ana terminó con la piel cubierta de costras.
El 28 de octubre comenzó la selección para reubicar a las mujeres en Bergen-Belsen. Más de 8.000 mujeres, Ana Frank, Margot Frank y Auguste van Pels incluidas, fueron transportadas, pero Edith Frank se quedó atrás. Se levantaron tiendas para acoger la afluencia de prisioneros, entre ellos Ana y Margot, y a medida que la población aumentaba el índice de mortandad debido a enfermedades aumentó rápidamente. Ana pudo juntarse por un breve periodo con dos amigas, Hanneli Pick Goslar (llamada "Lies" en el diario) y Nanette Blitz, quienes sobrevivieron a la guerra. Contaron cómo Ana, desnuda salvo por un trozo de manta, les explicó que, infestada de piojos, se había despojado de sus ropas. La describieron como calva, demacrada y temblorosa, pero a pesar de su enfermedad les dijo que estaba más preocupada por Margot, cuyo estado parecía más grave. Goslar y Blitz no llegaron a ver a Margot, que permaneció en su litera, demasiado débil. Asimismo, Ana les dijo que estaban solas, y que sus padres habían muerto.
En marzo de 1945, una epidemia de fiebre tifoidea se propagó por todo el campo; se estima que terminó con la vida de 17.000 prisioneros. Los testigos contaron más tarde que Margot, debilitada como estaba, se cayó de su litera y murió como consecuencia del golpe, y que pocos días después Ana también murió. Pocas semanas antes de que el campo fuese liberado por tropas británicas el 15 de abril de 1945.
Tras la guerra, de los aproximadamente 110.000 judíos que fueron deportados desde los Países Bajos durante la ocupación nazi, sólo 5.000 sobrevivieron.
De los ocho inquilinos de la achterhuis, sólo el padre de Ana sobrevivió. Herman Van Pels, fue gaseado justo tras la llegada del grupo a Auschwitz-Birkenau, el 6 de septiembre de 1944. Su esposa Auguste murió entre el 9 de abril y el 8 de mayo de 1945, en Alemania o en Checoslovaquia. Su hijo Peter murió el 5 de mayo de 1945 en el campo de concentración de Mauthausen, en Austria, después de ser trasladado andando desde Auschwitz.
El Dr. Friedrich Pfeffer murió el 20 de diciembre de 1944 en el campo de concentración de Neuengamme. La madre de Ana, Edith Hollander, murió el 6 de enero de 1945, en Birkenau. Johannes Kleiman y Víctor Kugler, socios comerciales de Otto Frank que ayudaron a los anteriores mientras permanecieron escondidos, fueron arrestados por ayudar a la familia Frank. Ambos fueron sentenciados a realizar un Arbeitseinsatz (servicio de trabajo) en Alemania, y sobrevivieron a la guerra.
Ana con su hermana Margot
